Ученые из Университета Аалто (Финляндия) и Стэнфордского университета (США) разработали методику, позволяющую точно измерить, какую силу прикладывают раковые клетки, чтобы распространяться в здоровые ткани. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.
Исследователи применили новый метод для изучения раннего прогрессирования рака молочной железы. Раковые клетки должна сдерживать базальная мембрана, но эти клетки больше, чем поры в мембранах, поэтому они должны «прорваться», чтобы распространиться на другие ткани. До сих пор считалось, что клетки делают это с помощью фермента для растворения мембран, но теперь стало понятно, что используют свои выступы, генерируя на них силу: выступы вытягиваются и проталкивают ткань.
В этом механизме клетки рака используют силы, создаваемые выступами, чтобы создать каналы в материале мембраны. Затем, попав в окружающие ткани, они могут перемещаться дальше в кровеносные сосуды, чтобы распространиться по всему телу. Поскольку кровеносные сосуды также окружены базальной мембраной, можно предположить, чтобы проникать в них опухолевым клеткам помогает тот же механизм.
Авторы нового исследования использовали трехмерные клеточные культуры, состоящие из клеток рака груди и стандартного материала базальной мембраны. В эти культуры ученые внедрили два типа биосовместимых сфер: одни двигались вместе с силами, создаваемыми раковыми клетками, другие измеряли механику ограничения силы. С помощью флуоресцентного микроскопа исследователи снимали эти сферы и отслеживали их на наноуровне, измеряя импульсы силы, исходящие от раковых клеток.
Полученные результаты показали, что выступы раковых клеток при инвазии проявляют силы от пиконьютонов до наноньютонов. При этом клетка может прикладывать силы с определенной периодичностью: от 30 секунд до 6 минут. Новый метод позволяет получить более точные данные о клеточных силах во время инвазии клеток рака, а в перспективе — стимулировать доклинические исследования, связанные с лечением рака молочной железы.
