Спосіб виявлення клітин, із яких починаються метастази

Клітини, із яких починаються ракові метастази, суттєво відрізняються від інших ракових клітин. Щоб метастаз почав рости в новому місці, клітина має відірватися від материнської пухлини, тобто втратити зв’язок із іншими раковими клітинами, які міцно тримаються одна за одну, і перенестися на нове місце разом із кров’ю, протискуючись найменшими кровоносними судинами й міжклітинним простором.

В онкоклітині, яка зібралася мігрувати (циркулююча ракова клітина), відбувається багато молекулярно-генетичних змін. Але щоб оцінити ймовірність метастазів, не обов’язково детально досліджувати підозрілі клітини на молекулярно-клітинному рівні. Вчені сподівалися, що існують простіші шляхи виявлення таких клітин, адже клітинні трансформації мають відображатися на зовнішньому вигляді клітин, на їх фізичному стані й поведінці.

Дослідники американського Массачусетського технологічного інституту запропонували простий спосіб виявлення циркулюючих ракових клітин, оснований саме на можливості деформації клітин. В експериментах дослідники використовували підвісний мікроканальний резонатор, у якому клітини проходять по каналу з уставленою тонкою вібруючою пластиною. Вібрація пластини реєструється за допомогою лазера. Лазер відчуває зміни у вібрації, викликані клітинами, які проходять каналом. Це дозволяє вирахувати масу й щільність клітини.

У лабораторії Скотта Маналіса пристрій налаштували таким чином, щоб можна було вираховувати, із якою швидкістю клітина проходить звужене місце каналу. Якщо клітина проходить це місце швидко, це означає, що вона легко деформується й сила тертя її не затримує. Вчені досліджували дві метастазуючі лінії раку легень мишей. Клітини цих ліній відрізнялися лише тим, що одні синтезували транскрипційний  фактор NKX2-1, а інші цього не робили. Ті клітини, які цього білка не мали, поводилися агресивніше й частіше формували метастази. Крім того, виявилося, що агресивніші клітини легше проходять вузьким каналом пристрою, тобто схильність до метастазування відповідала здатності деформуватися.

Вчені порівняли метастазні й неметастазні клітини і виявили, що перші не тільки легше деформуються, але й швидше пересуваються: звужену зону каналу довжиною в 50 мкм вони проходили значно швидше, ніж неметастазні клітини. Тобто метастазність онкоклітини означала не лише більшу здатність до деформації, а й зменшену силу тертя (імовірно, через надлишок сіалової кислоти на поверхні клітини). У журналі PNAS дослідники повідомляють, що ці результати підтвердилися в дослідах на людських ракових клітинах.

Досі вчені не приділяли багато уваги фізичним властивостям ракових клітин, оскільки не було достатньо можливостей, щоб побачити ці властивості. Зараз є способи «ловити» циркулюючі онкоклітини за допомогою специфічних молекулярних маркерів на клітинних мембранах. Однак такі маркери мають не всі мандрівні клітини. Фізичні характеристики надійніші, бо всі клітини мають уміти протискуватися вузькими кровоносними судинами й міжклітинним простором.

Якщо нова технологія успішно пройде клінічні випробовування, вона може стати справжнім проривом в онкодіагностиці.

За матеріалами «Massachusetts institute of technology news»

Материал подготовила +Екатерина Свириденко