Banebrydende kortlægningsmetoder hjælper vores forståelse af brystkræftceller

Forskere har produceret nogle af de mest detaljerede kortlægningsbilleder af brystkræftceller, der nogensinde er set som en del af ny forskning ved University of Lincoln, Storbritannien, rettet mod at forbedre forståelsen af ​​de biologiske egenskaber, der driver sygdommen.

Arbejdet involverede to banebrydende metoder til at undersøge strukturen og elasticiteten af ​​brystkræftceller, og resultaterne kunne nu informere fremtidige kræftbehandlinger, ved at fremme vores forståelse af, hvordan cellerne dannes, og hvordan dette påvirker deres bevægelser.

Udført af eksperter i biomekanik fra School of Life Sciences ved University of Lincoln og Istituto Officina dei Materiali (IOM) fra det italienske nationale forskningsråd i Triestethe, Italien, undersøgelsen undersøgte stivheden af ​​tre forskellige linjer af brystkræftceller.

De mekaniske egenskaber af celler kan måles ved deres elasticitet, hvilket giver en indikation af deres indre strukturer. Det er allerede kendt, at kræftceller nogle gange er blødere og derfor lettere deformeres end ikke-tumorceller, og at dette i sidste ende fører til deres øgede evne til at infiltrere væv og sprede sig fra den primære tumor for at etablere sekundære steder. 'Metastatiske' kræftceller er dem, der migrerer til andre dele af kroppen. Jo mindre stive cellerne er, jo lettere er det for dem at bevæge sig væk fra den oprindelige tumor.

Denne nye forskning informerer et arbejde, der undersøger, om der er en vis tærskel for cellestruktur, hvorefter det er mere sandsynligt, at kræft spreder sig.

Dr Enrico Ferrari, lektor i biovidenskab ved University of Lincoln, forklarede:"Hos kvinder rundt om i verden, brystkræft er den hyppigste tumor, og metastaser er igen den mest almindelige årsag til komplikationer hos brystkræftpatienter. Det er derfor helt afgørende, at vi som videnskabsmænd, indsamle så meget information som muligt for at informere behandlingen af ​​denne sygdom.

"Vores forskning undersøgte tre forskellige kræftcellelinjer, som alle havde forskellige niveauer af aggression og metastatisk potentiale. Vi brugte to ekstremt nøjagtige metoder til at fremstille grundige karakteriseringer af brystkræftcellernes mekaniske egenskaber, og vi håber, at disse vil være gavnlige til at hjælpe vores forståelse af de underliggende molekylære begivenheder, der fører til metastaser."

Denne undersøgelse så primært på området i midten af ​​cellekroppen, som er nøglen til at forstå celleelasticitet. Meget tidligere forskning har fokuseret på cellens periferi, da disse områder er nemmere at analysere, selvom det ikke er så informativt.

Forskerne brugte to teknikker til at måle elasticitet på hundredvis af punkter på tværs af cellerne og producerede detaljerede kort ved hjælp af resultaterne, som er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nanoteknologi . Den første teknik er kendt som Atomic Force Microscopy (AFM), som blev gennemført i Lincoln, og den anden er optisk pincetmikroskopi (OTM), som blev udført på de samme cellelinjer af forskere i Italien.

opererer på nanoskala, AFM-metoden involverede at sondere forskellige punkter i cellen med en ekstremt lille spids og forsigtigt måle membranens deformation uden at punktere den. De målte værdier blev brugt til at skabe et nøjagtigt kort over cellens stivhed. Sondens minutstørrelse betød, at de resulterende kort viser nogle af de højeste opløsninger, der nogensinde er set inden for dette forskningsfelt.

OTM-metoden involverede en mikrosfære lavet af glas, der svævede over cellens overflade, holdes på plads af en laser. Da dens positionering manipuleres af lys, det er en endnu mere skånsom metode til at måle elasticitet.

Forskerne kombinerede resultaterne af begge metoder og som forventet, de fandt ud af, at de basale brystkræftceller var blødere end deres normale modstykke og den mindre aggressive luminale brystkræftcellelinje, afspejler deres potentiale til at infiltrere andre væv, fører til metastaser.

De anvendte teknikker og de konklusioner, der drages, vil nu bidrage til den bredere forståelse af cancerbiomekanik og til det ultimative mål at vurdere cellers potentiale til at føre til metastaser ved at overveje mekaniske spor.