3D-культуры клеток показывают, как раковые клетки перемещаются по тканям

Важные новости

3D-культуры клеток показывают, как перемещаются раковые клетки ткань

Для имитации микромасштабной среды стромы рака молочной железы с использованием 3D-культуры использовались различные типы матричных моделей. Фото: Мягкая материя (2024 г.). DOI: 10.1039/D3SM01425H

Разработка химиотерапевтических препаратов против рака молочной железы является дорогостоящей, медленной и часто неэффективной: более 95% проверенных кандидатов на лекарства не проходят испытания на пациентах. Новая методика 3D-культивирования клеток, разработанная исследователями из финского университета Аалто, предлагает беспрецедентное понимание распространения раковых клеток через ткани. Этот метод открывает путь к повышению эффективности скрининга кандидатов на химиотерапию, потенциально позволяя отсеивать нежизнеспособных кандидатов на лекарства гораздо раньше в этом процессе.

Выйдя за рамки обычных двумерных клеточных культур, метод биомеханического анализа позволяет выращивать клетки рака молочной железы в трехмерном материале клеточной культуры, который более точно имитирует структуры тканей человека, объясняет главный исследователь Юхо Покки.

«Раковые клетки на самом деле чувствуют ткань, в которой они находятся, и могут менять свое поведение в зависимости от окружающей среды. Когда они движутся с разной скоростью, они ощущают определенные стрессы. Стрессы могут быть разницей между распространением рака или его механическим блокированием. », — говорит Покки.

После химиотерапии остаточные раковые клетки могут остаться в тканях и начать двигаться, вызывая рецидив рака. Исследование направлено на контроль свойств внеклеточного матрикса (ECM), который раковые клетки используют для перемещения, и изучение того, как остановить эти остаточные раковые клетки.

Одна версия этого нового метода была недавно анонсирована в журнале Мягкая материя.

«Хватай, тяни и тяни» клетки рака молочной железы

Рак молочной железы является наиболее распространенным раком у женщин во всем мире и находится в центре внимания исследований группы. В 2024 году более 300 000 человек в США получат диагноз рака молочной железы. Между тем, от наиболее распространенных видов рака — рака молочной железы, простаты и кишечника — ежегодно умирают более 300 000 человек в Европейском Союзе.

Методика культивирования Покки, исследователя биомеханики и биомедицинского инженера, пришедшего в Университет Аалто через Стэнфордский университет и ETH Цюриха, позволяет исследователям учитывать изменчивость ЕСМ как между образцами клеточных культур, так и внутри одного и того же образца.

» Наш анализ позволяет нам принять во внимание различия в жесткости тканей – особенно связанную с ней «жесткость» – и то, как это влияет на то, как раковые клетки захватывают, толкают и тянут через тело, даже следуя по путям друг друга там, где их меньше. сопротивление», — объясняет Покки.

Исследователи уже давно поняли, что переменная жесткость ЕСМ важна, когда речь идет о распространении рака. Однако до сих пор им не хватало инструментов для точного измерения биомеханики этого движения клеток, что ограничивало их способность в полной мере извлечь выгоду из более глубокого биомеханического понимания поведения клеток.

Биомеханика и лекарственная устойчивость

Нововведение является особенно своевременным, учитывая, что недавние исследования показывают не только важную связь между биомеханическими свойствами ЕСМ и распространением раковых клеток, но также связь между жесткостью тканей и устойчивостью к лекарствам.

«Нет. Биомеханическая природа человеческой ткани влияет не только на распространение рака, но и на его реакцию на лекарство. По сути, он может принимать лекарство или выплевывать его, в зависимости от механического окружения», — говорит Покки.

«Этот новый подход потенциально может радикально улучшить скрининг лекарств для кандидатов на химиотерапию. Это важный шаг на пути к более быстрому открытию химиотерапевтических средств для больных раком».

Покки и его команда уже исследовали это. исследовал этот метод клеточного анализа в течение 5 лет. Следующий этап исследования направлен на использование инструментов, интегрированных в микроскопию, для улучшения тестирования эффективности химиотерапевтических препаратов.

Дополнительная информация: Линда Србова и др., Измерение механические сигналы для моделирования стромального матрикса в 3D-культурах клеток, Soft Matter (2024). DOI: 10.1039/D3SM01425H

Информация журнала: Soft Matter Предоставлено Университетом Аалто

Новости сегодня

Последние новости