Исследователи обнаружили, что слабо прикрепленные клетки мигрировали и вторгались в другие ткани больше, чем прочно прилипшие клетки из той же опухоли. Кроме того, гены, которые идентифицируют эти слабо прикрепленные клетки, повышают вероятность повторного возникновения опухолей пациентов в пять раз в течение пяти лет.
Команда сообщила о своих выводах в исследовании, опубликованном в журнале Cancer Research.
Их работа направлена на решение давней проблемы в области исследований рака: было сложно найти биологические маркеры для универсальной идентификации и отбора наиболее агрессивных клеток в опухолях.
Это исследование может предоставить столь необходимый физический маркер, который идентифицирует высокометастатические клетки в гетерогенной популяции опухолевых клеток.
«Это новое устройство может стать первым шагом к более точной оценке вероятности рецидива опухоли», – сказал Адам Энглер, профессор биоинженерии инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс и старший автор исследования. «Пациенты с немногими из этих агрессивных клеток, бездействующими в окружающей их ткани, могут с меньшей вероятностью увидеть повторное появление опухоли через 5, 10 или 20 лет."Энглер отметил, что, зная риск пациента, последующее лечение может быть лучше адаптировано к каждому пациенту.
Устройство, созданное командой Энглера, состоит из микрофлюидной камеры, покрытой адгезивным белком. Раковые клетки помещаются в камеру, и после того, как они прикрепляются, через нее проталкивается жидкость, чтобы отделить клетки. Чем быстрее движется жидкость, тем выше напряжение сдвига, которое испытывают клетки.
Команда может выделить ячейки, которые отделяются при определенных напряжениях сдвига, и проанализировать их. Клетки, собранные при более низком напряжении сдвига, слабо сцепляются, в то время как клетки, собранные при более высоких напряжениях сдвига, имеют прочное сцепление.
Их анализ привел команду к еще одному важному открытию: слабо прикрепленные клетки имеют уникальную генетическую подпись, которая идентифицирует их и позволяет им быстрее мигрировать и вторгаться. Сравнивая эту сигнатуру с тысячами пациентов в базе данных Атласа генома рака (TCGA), исследователи обнаружили, что у пациентов с опухолями с высоким содержанием этой «слабо адгезивной сигнатуры» рецидив опухоли происходил раньше и чаще.
Основываясь на этих выводах, Энглер и его команда надеются «заправить» опухоли слабо прикрепленными клетками, чтобы увидеть, действительно ли они метастазируют быстрее и чаще.
«Если наша модель на мышах покажет, что эти клетки действительно сокращают время выживания без рака, это проложит путь для существенных прогностических исследований на людях с этими типами солидных опухолей», – сказал первый автор Пранджали Бери, доктор биологических наук.D. студент в лаборатории Энглера.
Бери также отметил, что почти любая солидная опухоль должна иметь этот физический маркер, и на данный момент команда исследователей провела тестирование клеток из опухолей груди, простаты и легких.
В будущем команда надеется, что врачи будут использовать это микрофлюидное устройство для исследования биопсии опухоли, чтобы оценить вероятность метастазирования и скорректировать лечение на более ранних стадиях заболевания.
Клинический сотрудник Энглера, д-р. Энн Уоллес, директор Центра комплексного здоровья груди в Калифорнийском университете в Сан-Диего, которая предоставит образцы пациентов для последующих исследований, согласилась и подтвердила этот подход. "Многие виды рака, которые мы наблюдаем в клинике, такие как протоковая карцинома in situ или DCIS, остаются бездействующими в течение многих лет.
Для нас практически невозможно предсказать, какая часть этого населения повторится », – отметила она. Устройство команды может быть первым, кто справится с этими трудно предсказуемыми повторениями.