Густая жидкость делает клетки глиобластомы мельче и инвазивнее
Жидкость по внешнему краю глиобластомы гораздо гуще, чем вблизи её центра, и новая лабораторная работа показывает, что эта густота не просто замедляет раковые клетки: после долгого воздействия клетки приспосабливаются так, что вторгаться им становится легче. Исследование специалистов Чунцинской общей больницы и Чунцинского университета опубликовано в Microsystems & Nanoengineering. Оно проведено на клетках, выращенных в лаборатории, и нужны дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как эти результаты соотносятся с опухолями у пациентов.
Упущенный фактор
Исследования рака в основном сосредоточены на химических сигналах и жёсткости тканей. При глиобластоме — одной из самых смертоносных опухолей мозга — жидкость на растущем краю опухоли примерно в восемь раз вязче, чем в отмершей ткани в центре, поэтому клетки, двигаясь наружу, встречают растущее сопротивление. Обычные закрытые микрофлюидные устройства плохо подходят для такого изучения: замкнутые каналы могут ограничивать доступ кислорода и питательных веществ, а трение о стенки добавляет посторонние силы.
Чип
Команда создала открытую микрофлюидную платформу: двухслойную мембрану со съёмной крышкой и массивом крошечных столбиков. Крышка позволяет управлять моментом начала миграции клеток, а столбики сжимают клетки, чтобы можно было наблюдать изменения формы ядра. Устройство поддерживает непрерывное культивирование до месяца и помещается в стандартные многолуночные планшеты.
Две линии клеток глиобластомы человека, U-251 и LN-229, выращивали месяц в густой жидкости (7,1 сП), имитирующей инвазивный край опухоли. На чипе адаптированные клетки двигались быстрее и дальше, чем контрольные, что удивительно, ведь более густая жидкость обычно затрудняет движение.
Мельче и гибче
Адаптированные клетки стали мельче и легче деформировались, поэтому проходили между столбиками; их ядра заметно деформировались, а в ядрах накапливался YAP — белок, воспринимающий механические силы. На молекулярном уровне две линии ответили по-разному: клетки U-251 прошли мезенхимоподобное перепрограммирование, включив связанные с инвазией гены, в том числе CD44, FN1 и MMP9, а клетки LN-229 стали более гибкими и подвижными без существенных стойких изменений экспрессии генов.
Анализ методом вестерн-блоттинга показал, что изменения белков сохранялись и после возвращения клеток в жидкость нормальной вязкости, что указывает на своего рода «механическую память». Исследователи считают, что чип можно использовать для проверки лекарств, например нацеленных на сигнальный путь YAP или перестройку цитоскелета, в условиях, более близких к тем, что внутри опухолей.
См. также наш раздел «Здоровье».