Новое исследование биомедицинских инженеров Университета Миннесоты показывает, как они остановили движение и распространение раковых клеток, даже когда клетки изменили свое движение. Открытие может оказать серьезное влияние на миллионы людей, проходящих курс лечения для предотвращения распространения рака в организме.
Исследование опубликовано сегодня в Nature Communications.
Исследователи уже много лет знают, что опухоли имеют структуру, похожую на маленькие «магистрали», по которым раковые клетки перемещаются внутри опухоли и, в конечном счете, к кровеносным сосудам и прилегающим тканям для проникновения в организм. Пациенты с большим количеством этих паттернов в опухолях имеют меньшие шансы выжить при раке.
Что исследователям до сих пор не удалось выяснить, так это то, как клетки распознают эти паттерны и двигаются по ним.
В этом исследовании команда Университета Миннесоты исследовала в лаборатории, как клетки рака молочной железы перемещаются, и использовала лекарства, чтобы попытаться остановить клетки. Когда они остановили механизмы, служащие двигателем клеток, клетки неожиданно изменили способ своего движения на сочащееся движение, почти как капля.
«Раковые клетки очень коварны», - сказал старший автор Паоло Провенцано, доцент кафедры биомедицинской инженерии Миннесотского университета и исследователь Масонского онкологического центра. «Мы не ожидали, что клетки изменят свое движение. Это вынудило нас изменить нашу тактику, чтобы нацеливаться на оба типа движений одновременно. Это почти как если бы мы уничтожили их GPS, чтобы они не могли найти дороги. Это остановило клетки на их пути. Клетки просто сидели и не двигались».
Девяносто процентов смертей от рака связаны с распространением рака по всему телу. Затормозив движение раковых клеток, у врачей появится время использовать другие методы лечения для повышения выживаемости пациентов.
Исследователи изучали клетки в лаборатории в двумерной инженерной микросреде, которая почти как микрочип с клетками. Эти микроокружения имитировали поведение клеток в опухоли и позволили исследователям ускорить свои исследования.
«Используя эти контролируемые сетевые микроокружения, мы смогли протестировать сотни событий движения клеток за несколько часов по сравнению с одним или двумя событиями за тот же период времени при визуализации опухоли», - сказал Эрдем Табданов, биомедицинский специалист Университета Миннесоты. инженер-постдокторант и первый автор исследования.
Следующими шагами исследовательской группы станут расширение изучаемых типов рака и начало испытаний на животных. В течение нескольких лет исследователи надеются перейти к клиническим испытаниям на людях. Они также изучат, как лекарства взаимодействуют между собой и какие побочные эффекты могут возникнуть.
«В конечном счете, мы хотели бы найти способы подавить движение раковых клеток, одновременно усиливая движение иммунных клеток для борьбы с раком», - сказал Провенцано.