Почему некоторые раковые клетки отрываются от опухоли и мигрируют, давая начало метастазам? Врачи-онкологи и инженеры из Мичиганского Университета (University of Michigan) объединили усилия, чтобы ответить на этот важнейший вопрос.
Рак становится смертельным, когда появляются метастазы. Ученым не известно, почему одни раковые клетки могут отрываться от опухоли и мигрировать в разные органы, а другие не обладают такой способностью.
В статье, опубликованной в «Научных докладах» (Scientific Reports), исследователи описали новое устройство, которое может «сортировать» раковые клетки, в зависимости от их способности к метастазированию. Это позволило выделить наиболее мобильные клетки и провести их молекулярный анализ.
Стивен Г. Аллен, один из авторов исследования, говорит:
«Наши коллеги изучают подвижность клеток при помощи микрожидкостных устройств, но обычно на этом дело заканчивается. Мы создали устройство, которое отделяет мобильные клетки от менее подвижных. И мы можем сравнить в них экспрессию генов. Изучая эти различия в живых клетках, мы, возможно, сможем понять, как раковые клетки способны распространяться по телу».
Как полагают ученые, наиболее мобильные клетки являются самыми агрессивными – именно за счет них происходит метастазирование опухолей. Поняв механизмы этого процесса, можно попытаться создать лекарственные препараты, которые предотвратят возникновение метастазов.
Ю-Чи Чен (Yu-Chih Chen), соавтор исследования, специалист в области электротехники и компьютерных наук:
«Используя современные технологии, мы можем создавать микроструктуры, размеры которых сравнимы с размерами клеток. Мы можем оценить различия между отдельными раковыми клетками, в то время как традиционные технологии позволяют увидеть лишь особенности поведения группы клеток».
Увидев различия между отдельными опухолевыми клетками, можно понять, как рак развивается, приобретает устойчивость к лекарственным препаратам и рецидивирует.
София Д. Меражвер (Sofia D. Merajver), доктор медицинских наук, научный директор программы онкологии молочных желез в Мичиганском Университете:
«Первичная опухоль – это не то, что убивает пациентов. Главную опасность создают метастазы. Понимание того, каким образом происходит метастазирование раковых клеток, поможет разработать новые методы целенаправленного лечения».
Исследователи надеются, что в один прекрасный день их прибор поможет врачам анализировать злокачественные опухоли у каждого конкретного пациента, понимать, какие именно клетки «вносят хаос», имеется ли большая популяция агрессивных клеток, и существуют ли у них специфические маркеры, которые могут стать мишенью для лекарственных препаратов.
Эйзик Юн (Euisik Yoon), доктор медицинских наук, профессор электротехники, компьютерных наук и биомедицинской инженерии:
«Эта работа демонстрирует утонченный подход к изучению метастазирования злокачественных опухолей путем объединения достижений в области биологии и техники.
В последние десятилетия инженеры разработали инструменты с более высоким разрешением, высокой чувствительностью, избирательностью и высокой пропускной способностью. Наша цель – разработка аппаратуры, которая могла бы найти широкое применение в медицине и повысить качество помощи пациентам».
Были проведены обширные исследования клеточных линий разных видов злокачественных опухолей. Новое устройство может проследить, как клетки перемещаются, рассортировать их по степени мобильности. Специально воссозданы узкие места, как в лимфатических сосудах, по которым часто происходит метастазирование. Захваченные и отсортированные клетки могут быть собраны в реальном времени для дальнейшего изучения.
Ученые провели тест, во время которого использовали клетки рака молочной железы, отличающегося высокой агрессивностью и склонностью к метастазированию. Исследователи отсортировали наиболее подвижные клетки и пропустили их через устройство снова. При повторном тестировании эти клетки показали такую же высокую мобильность. Ученые также обнаружили, что наиболее подвижные клетки несли на себе намного больше маркеров, связанных с метастатическими опухолями.
Прежде чем можно будет говорить о применении новой методики в клинических условиях, устройство еще должно пройти тестирование и проверку.
Читайте также:
круглосуточно
и событий клиники
