Ученые во главе с доктором. Элизабет Фишер-Фридрих, руководитель группы Кластера физики жизни (PoL) и Биотехнологического центра Дрезденского университета (BIOTEC), изучала, как раковые клетки могут делиться в переполненной опухолевой ткани, и связала это с признаком прогрессирования рака и метастазирования. , эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП).
Большинство клеток животных должны стать сферическими, чтобы делиться. Чтобы добиться этой круглой формы, клетки должны округлить и деформировать соседние клетки. В растущей опухолевой ткани опухолевые клетки должны делиться в среде, которая становится более тесной, чем здоровая ткань. Это означает, что делящимся опухолевым клеткам, вероятно, потребуется создать гораздо более высокие механические силы, чтобы собраться в таком плотно упакованном окружении. Тем не менее, опухолевые клетки, кажется, приспособлены к преодолению этих трудностей. Ученые во главе с доктором. Элизабет Фишер-Фридрих было любопытно, как опухолевые клетки получают эту повышенную способность справляться с переполненной опухолевой средой?
Исследователи обнаружили, что ЕМТ может быть одним из ответов. Что это именно? "EMT или эпителиально-мезенхимальный переход является признаком прогрессирования рака," говорит Камран Хоссейни, Ph.D. студент, который проводил эксперименты. Это трансформация клеток, во время которой опухолевые клетки теряют свою асимметричную организацию и отделяются от своих соседей, приобретая способность мигрировать в другие ткани. Это, вместе с другими факторами, позволяет опухолям метастазировать, т.е.е., перемещаются в кровеносные и лимфатические сосуды и в конечном итоге колонизируют другие органы.
"До сих пор ЭМП была в основном связана с этой усиленной диссоциацией клеток и миграцией клеток. Наши результаты показывают, что EMT может также влиять на раковые клетки, способствуя успешному округлению и делению клеток. Эти результаты указывают на совершенно новое направление того, как EMT может способствовать метастазированию карциномы в организме," объясняет Камран Хоссейни.
Подобно тому, как мы проверяем спелость плодов, осторожно сжимая их руками, ученые исследовали механические свойства отдельных клеток человека. За исключением того, что они раздавили клетки с помощью атомно-силового микроскопа. Эта современная установка измеряла такие свойства, как жесткость ячеек и поверхностное натяжение ячеек до и после ЭМП. Кроме того, группа Dr. Элизабет Фишер-Фридрих в сотрудничестве с доктором. Анна Таубенбергер (BIOTEC, Технический университет Дрездена) и проф. Карстен Вернер (IPF, Дрезден) культивировал мини-опухоли и заключал их в эластичные гидрогели, чтобы проверить, как механическое ограничение влияет на округление и деление опухолевых клеток.
Авторы выявили изменения округления и роста опухоли. ЕМТ влияла на раковые клетки двумя противоположными способами. Делящиеся опухолевые клетки стали более жесткими, а окружающие неделящиеся клетки стали более мягкими. Кроме того, исследователи обнаружили намеки на то, что наблюдаемые механические изменения могут быть связаны с повышенной активностью белка под названием Rac1, известного регулятора цитоскелета.
"Наши результаты не только предоставят важные результаты в области клеточной биологии, но также могут выявить новые цели для лечения рака," говорит доктор. Элизабет Фишер-Фридрих.