Группа ученых из российских научных центров показала, что злокачественные клетки молочной железы отличаются не только по биохимическим, но и по физическим характеристикам. Так, при опухолевой трансформации сами клетки становятся более мягкими и легко деформируемыми, а их клеточные мембраны, наоборот, вязкими и «плотными». Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Тот факт, что опухолевые клетки могут размягчаться, был установлен давно. Но раньше в большинстве исследований оценивалась главным образом жесткость клетки, определяемая состоянием цитоскелета, тогда как плазматическая мембрана обладает собственными механическими характеристиками, включая вязкость. Вопрос о том, как соотносятся вязкость мембраны и общая жесткость клетки в нормальных и опухолевых клетках, оставался открытым.
Авторы новой работы решили сравнить нормальные эпителиальные клетки молочной железы и клетки раковой опухоли этого органа, используя сразу несколько методов: атомно-силовую микроскопию, флуоресцентную микроскопию и масс-спектрометрию. Оказалось, что раковые клетки намного мягче нормальных и легче меняют форму. Это связано с нарушением структуры цитоскелета — внутреннего «каркаса» клетки, который обеспечивает ее прочность. У клеток опухоли он менее организован, что облегчает их движение и проникновение в окружающие ткани.
Мембраны раковых клеток, напротив, оказались более вязкими. Исследователи связывают это с изменением липидного состава мембраны: в ней возрастает содержание насыщенных жирных кислот и сфингомиелина — компонентов, которые отвечающих за плотность. Одновременно снижается доля полиненасыщенных жирных кислот, которые обеспечивают текучесть.
Авторы работы считают, что сочетание мягкого «внутреннего скелета» и плотной мембраны может давать опухолевым клеткам эволюционное преимущество. С одной стороны, сниженная жесткость облегчает миграцию и инвазию, а с другой — более вязкая мембрана стабилизирует сигнальные платформы на поверхности клетки, помогая ей адаптироваться в агрессивной среде.
Полученные данные важны для понимания фундаментальных механизмов развития опухолей. В дальнейшем ученые планируют провести исследования в более сложных моделях, трехмерных клеточных культурах, более полно отражающих условия in vivo.
