Ingeniør udvikler model til at forudsige adfærd i celleklynger

En ingeniør ved Washington University i St. Louis opdagede en model, hvor mekanikken i cellernes miljø kan forudsige deres bevægelse, et fund, der i sidste ende kan betyde begrænsning af celleovergang i tumorer og potentielt gøre kræft "en væsentlig mindre dødelig sygdom, "Sagde forskeren.

Amit Pathak, adjunkt i maskinteknik på School of Engineering &Applied Science, fandt ud af, at en celleovergangsproces, der er impliceret i tumormetastase, påvirkes af cellernes miljø.

I ny forskning offentliggjort i Biofysisk Journal , Pathak brugte beregningsmodellering til at vise, at epitelceller er mere tilbøjelige til at bryde fra deres klynger i et begrænset miljø, i enten stift eller blødt væv. Pathaks model er den første til at vise, at forskellige mekaniske egenskaber ved den ekstracellulære matrix kan forudsige tilstanden af ​​celleklynger af definerede former og størrelser.

Epitelceller, som findes i blodkar og i foringen af ​​forskellige organer i kroppen, kan ændre sig til mesenkymale celler, som er vigtige i både embryonisk udvikling og kræftmetastase. I tidligere undersøgelser, udgivet i Videnskabelige rapporter , Pathak og Samila Nasrollahi, en doktorand i maskinteknik, viste, at jo stivere væv, jo mere sandsynligt vil en proces kaldet epitel-til-mesenkymal overgang (EMT) finde sted.

Overraskende, EMT går op i, når celleklynger er begrænset i 3D-miljøer, sammenlignet med standard 2-D cellekulturbetingelser. EMT spiller ind i udviklingen af ​​embryoner, når epitelceller bryder ud af klynger og overgår til mesenkymale celler for at hjælpe med organudvikling. Imidlertid, det er også en afgørende proces i kræftmetastaser, sagde Pathak.

"Ved kræft, hvis tumorceller ikke decluster og undslipper, det er et gunstigt scenario, fordi tumoren forbliver ét sted, "sagde Pathak, hvis laboratorium studerer mekanobiologi, eller skæringspunktet mellem mekanik og biologi. "Men når en kræftcelle bevæger sig og forlader tumoren, det går et andet sted og befolker nye tumorer. Hvis vi kan stoppe EMT -processen lige ved den primære tumor, så vil kræft være en væsentlig mindre dødelig sygdom. "