Μικροτσίπ καταγράφει τη μετάσταση καρκινικών κυττάρων
Τον τρόπο με τον οποίο μεταναστεύουν τα καρκινικά κύτταρα και προκαλούν μεταστάσεις, επιχείρησαν να «φωτίσουν» οι επιστήμονες, χρησιμοποιώντας ένα μικροτσίπ.
Η επιθηλιακή μεσεγχυματική μετάβαση (ΕΜΜ) είναιμια διαδικασία κατά την οποία τα επιθηλιακά κύτταρα, μετατρέπονται σε μεσεγχυματικά. Τα επιθηλιακά κύτταρα έχουν την τάση να προσκολώνται μεταξύ τους μέσα σε έναν ιστό, ενώ τα μεσεγχυματικά, μπορούν να διαχέονται και να μεταναστεύουν, το καθένα μεμονωμένα.
Η επιθηλιακή μεσεγχυματική μετάβαση, είναι μια επωφελής διαδικασία για την ανάπτυξη των εμβρύων, καθώς τα κύτταρα μετακινούνται μέσα στο έμβρυο και δημιουργούν τους διαφορετικούς ιστούς. Όμως πρόσφατα διατυπώθηκε ότι η ΕΜΜ ενδέχεται να παίζει σημαντικό ρόλο στη μετάσταση του καρκίνου, επιτρέποντας στα καρκινικά κύτταρα να διαφεύγουν από συμπαγείς όγκους και να αποικίζουν απομακρυσμένα όργανα.
Σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Materials, στην οποία ερευνητές κατάφεραν να απεικονίσουν καρκινικά κύτταρα που υπέστησαν ΕΜΜ και μετανάστευσαν σε ένα μικροτσίπ μιμούμενο τον ιστό που περιέκλειε έναν όγκο.
«Υπάρχει πραγματικό ενδιάφερον για το πώς λειτουργεί η ΕΜΜ και πώς συνδέεται με την διασπορά των όγκων, όμως κανείς δεν είχε καταφέρει να δει πώς γίνεται. Καταφέραμε να απεικονίσουμε αυτά τα κύτταρα σε ένα βιο-μιμητικό σύστημα και να μετρήσουμε προσεκτικά πώς μετακινούνται», δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Ian Wong, αναπληρωτής καθηγητής του Πανεπιστημίου Brown που διενήργησε τη μελέτη ως συνεργάτης στο Massachusetts General Hospital.
Τα πειράματα έδειξαν ότι τα κύτταρα είχαν δύο τρόπους μετακίνησης. Τα περισσότερα κατέβαλαν προσπάθειες να κινηθούν ομαδικά, όμως κάποια άλλα ξεκολλούσαν και διένυαν μεγαλύτερες αποστάσεις, ταχύτερα.
Ο καθηγητής παρομοίασε τα καρκινικά κύτταρα με αυτοκίνητο, λέγοντας ότι κατά τη «μετανάστευση», η ΕΜΜ αναβιβάζει τα καρκινικά κύτταρα, από «οικονομικό μοντέλο» σε «γρήγορο σπορ αυτοκίνητο». Είπε χαρακτηριστικά, ότι «η τεχνολογία μας, μας επέτρεψε να καταγράψουμε την κίνηση χιλιάδων «αυτοκινήτων» ταυτόχρονα. Και αποκάλυψε, ότι πολλά σπορ αυτοκίνητα εγκλωβίζονται στην κίνηση μαίζ με τα οικονομικά μοντέλα, όμως κάποια σπορ αυτοκίνητα, ξεφεύγουν από την κίνηση και συνεχίζουν επιθετικά τη διαδρομή τους σε απομακρυσμένους προορισμούς».
Τώρα οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη συγκεκριμένη συσκευή, για να εμποδίσουν τις μεταστάσεις, οι οποίες ευθύνονται για το 90% των θανάτων που σχετίζονται με τον καρκίνο.
Η συγκεκριμένη συσκευή δανείστηκε μικροηλεκτρονική τεχνολογία και τσιπς σιλικόνης. Εχει μέγεθος μόλις μισό τετραγωνικό χιλιοστό, καλυμένο με μικροσκοπικές κολώνες διαμέτρου 10 μικρών σε απόσταση 10 μικρών η μία από την άλλη, αφήνοντας αρκετό χώρο στα κύτταρα να «ταξιδέψουν» ένα – ένα πάνω στο μικροτσίπ. Έτσι, μπορεί να καταγραφεί η κίνησή τους και η ταχύτητά τους. Η εξαλλαγή τους από καλοήθη σε κακοήθη και μεσεγχυματικά, επιβεβαιώθηκε από τις πρωτεϊνες που έφεραν τα μεσεγχυματικά κύτταρα. Από τη στιγμή της μετατροπής και στη συνέχεια, απελευθερώνονταν από τα εμπόδια.
Η μελέτη έδειξε ότι το 84% των κυττάρων παρέμειναν όλα μαζί και όλα μαζί προχωρούσαν προς το μικροτσίπ. Το υπόλοιπο 16% επιτάχυνε και γρήγορα προσπέρασε τη μικροσυσκευή. Προς έκπληξη των ερευνητών, όσα παρέμειναν συγκολλημένα μεταξύ τους, άρχισαν και πάλι να εκφράζουν τις επιθηλιακές πρωτεϊνες, δείχνοντας πως επέστρεψαν πάλι στον επιθηλιακό τύπο κυττάρων.
Ο καθ. Wong τόνισε πως βάσει των παραπάνω αποτελεσμάτων, μια ενδιαφέρουσα θεραπευτική στρατηγική, θα μπορούσε να περιλαμβάνει την ανάπτυξη φαρμάκων που υποβιβάζουν τα μεσεγχυματικά κύτταρα σε επιθηλιακά, για να αποφεύγεται η ανεξέλεγκτη κινητικότητά τους.
Πηγές: Brown University