O echipă de cercetători studenți și profesorii lor din 20 de laboratoare din toată țara au obținut o nouă viziune asupra celulelor canceroase. Lucrarea ar putea arunca o lumină asupra proprietăților fizice transformatoare ale acestor celule pe măsură ce metastazează, a spus Jack R. Staunton, un doctorat. candidat la Universitatea de Stat din Arizona în laboratorul Prof. Robert Ross și autorul principal al unei lucrări de raportare pe această temă.

bateria

Metastaza este un pas critic în progresia cancerului. Este atunci când cancerul se răspândește dintr-un organ sau parte în altul. Deși se știu multe despre metastaze, rămâne o înțelegere incompletă a biologiei fizice a tranziției.

Pentru a înțelege mai bine metastazele, peste 95 de studenți absolvenți, postează doctori și profesori într-o varietate de laboratoare din S.U.A. a supus două linii celulare la o baterie de teste și măsurători de înaltă tehnologie. Rezultatele acestora au fost publicate pe 26 aprilie 2013 în Scientific Reports.

Cercetătorii au efectuat studii moleculare și biofizice coordonate ale liniilor celulare mamare non-maligne și metastatice pentru a afla mai multe despre ceea ce se întâmplă cu o celulă atunci când trece la o stare metastatică.

Fiecare laborator face parte din Centrul oncologic de științe fizice (PSOC) al Institutului Național al Cancerului, o rețea de 12 centre dedicate înțelegerii științelor fizice ale cancerului. Centrul ASU, Centrul pentru Convergența Științelor Fizice și a Biologiei Cancerului, este condus de Prof. Paul Davies.

Fiecare PS-OC a fost furnizat cu linii celulare identice și reactivi comuni și s-au depus eforturi considerabile pentru a se asigura că toate condițiile au fost standardizate și documentate la intervale regulate. Staunton a spus că grupul ASU a adus trei contribuții la studiu.

Alți cercetători ASU implicați în proiect și co-autori ai lucrării sunt: ​​Alexander Fuhrmann, Vivek Nandakumar, Laimonas Kelbauskas, Patti Senechal, Courtney Hemphill, Roger H. Johnson și Deirdre Meldrum.

Am comparat rigiditatea celulelor normale de san si celulele cu cancer de san foarte metastatic, si a constatat celulele canceroase pentru a fi semnificativ mai "squishy" sau deformabile, a spus Staunton. Acest lucru are sens, pentru ca o celula sa se metastazeze, trebuie sa stoarce prin pasaje stranse in limfatice si microvasculatura, astfel incat a fi squishy ajuta celulele canceroase sa se raspandeasca prin corp.

"Ne-am uitat, de asemenea, la morfologia nucleilor lor", a adăugat el. "S-a descoperit că nucleele celulelor canceroase au o formă caracteristică de" minge de plajă zdrobită "care ar putea corespunde rearanjărilor cromozomiale anormale asociate cu cancerul."

"În cele din urmă, am luat celule individuale, le-am pus pe fiecare într-o cameră etanșă și am măsurat cât oxigen au consumat", a spus Staunton. "Acest lucru ne spune despre metabolismul lor. Am descoperit că celulele canceroase folosesc mai puțin oxigen, bazându-se mai mult pe glicoliză, cam cum fac bacteriile și drojdia."

Luate împreună, cercetătorii celor 12 PSOC au folosit aproximativ 20 de tehnici distincte, incluzând microscopia forței atomice, nano-reologia balistică intracelulară, nivelurile de expresie ale receptorilor de suprafață celulară, microscopia diferențială a contrastului de interferență, micro-modelarea și secreția matricei extracelulare și microscopia forței de tracțiune.

Lucrarea a permis o catalogare cuprinzătoare și o comparație a caracteristicilor fizice ale celulelor non-maligne și metastatice, precum și a semnăturilor moleculare asociate cu aceste caracteristici. Acest lucru a făcut posibilă identificarea relațiilor unice între observații, a spus Staunton.

„Am fost surprinși că, deși celulele canceroase sunt mai moi, ele sunt capabile să exercite mai multe forțe contractile asupra fibrelor care le înconjoară - ceea ce a fost determinat la Universitatea Cornell PSOC printr-o metodă numită microscopie cu forță de tracțiune. Această pereche de caracteristici este oarecum contradictorie dintr-o perspectivă pur fizică, dar are sens pentru o celulă canceroasă, deoarece ambele trăsături își îmbunătățesc șansele de metastazare. Înțelegând de ce este încă un domeniu activ de cercetare ", a explicat Staunton, care lucrează pentru doctoratul său în fizică.

„O altă descoperire interesantă a fost că o proteină numită CD44, care se dublează ca un marker al celulelor stem canceroase și ca o moleculă care ajută celula să se lipească de anumite fibre din matricea extracelulară, este la fel de abundentă în celulele normale și canceroase. Dar în cancer celulele proteinele nu ajung la suprafața celulei ", a adăugat el.

„Din anumite motive, ele rămân în citoplasmă, deci celulele canceroase nu sunt la fel de lipicioase”, a adăugat Staunton al cărui oraș natal este Buffalo, N.Y. „Aceasta este o altă trăsătură care contribuie la capacitatea lor de a se răspândi prin corp”.

Rețeaua PSOC a depus eforturi mari pentru ca toate studiile să fie efectuate în condiții comparabile. În timp ce liniile celulare studiate sunt bine înțelese, o parte a efortului pentru rețea a fost de a dovedi că ar putea coordona în mod constant cercetarea.

Staunton, care a fost implicat în centrul ASU încă de la înființare, spune că experiența i-a ajutat creșterea ca cercetător.

„Este habitatul perfect pentru oamenii de știință în devenire și pentru colaborările transdisciplinare”, a spus el.

Sursa poveștii:

Materiale furnizate de Universitatea de Stat din Arizona. Notă: Conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.

Referință jurnal: