Jak komórki raka jajnika dostosowują się podczas przemieszczania się w tkance

Rozprzestrzenianie się guza z pierwotnego miejsca do odległych narządów, zwane przerzutami, od dawna pozostaje zagadką dla naukowców. Dopiero teraz naukowcy zaczynają identyfikować mechanizmy i wyzwalacze, które inicjują ten proces.

Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Indian Institute of Science (IISc) ujawnia, w jaki sposób wrodzone różnice w komórkach nowotworowych i ich interakcje z otoczeniem determinują ich zdolność do migracji. Odkrycia opublikowane w Biophysical Journal pokazują, że komórki nowotworowe dostosowują swój tryb ruchu w zależności od fizycznych i biochemicznych cech swojego mikrośrodowiska.

Główne wyniki badania

Typy i stany komórek:

• Naukowcy badali dwa rodzaje komórek raka jajnika:
  • OVCAR-3 - komórki o wyraźnie określonym wielokątnym kształcie.
  • SK-OV-3 - komórki o wydłużonym, wrzecionowatym kształcie.
• Oba typy komórek są zdolne do przerzutów i inwazji tkanek.
• Komórki umieszczono na miękkich i twardych powierzchniach imitujących zdrową i chorą tkankę.

Zachowanie komórki:

1. Na miękkich powierzchniach:
   • Komórki obu typów poruszały się powoli i w przypadkowych kierunkach.
2. Na twardych powierzchniach:
   • Komórki stały się bardziej odkształcalne.
   • Zachowanie komórek różniło się w zależności od ich rodzaju:
     • OVCAR-3 poruszał się aktywniej niż SK-OV-3, co było nieoczekiwanym wynikiem.
   • Odkryto, że OVCAR-3 charakteryzuje się unikalnym wzorcem ruchu zwanym „ślizganiem”.
     • W przeciwieństwie do większości komórek, których ruchy odpowiadają ich kształtowi, OVCAR-3 poruszał się w kierunkach, które nie odpowiadały ich kształtowi, tak jakby „szybował”.

Nowe narzędzie do analizy migracji komórek

Naukowcy opracowali narzędzie programowe, które:

• Wykorzystuje koncepcję entropii Shannona do oszacowania losowości ruchu komórek.
• Umożliwia ilościową analizę zmian w zachowaniu komórek w oparciu o dane ze śledzenia na żywo.
• Ułatwia badanie zachowań komórek i czyni je bardziej dostępnymi dla innych badaczy.

Wnioski i perspektywy

• Powiązanie kształtu i ruchu: badanie wykazało, że komórki OVCAR-3 wykazują mniej ograniczone powiązanie kształtu i ruchu, co pozwala im na bardziej zróżnicowaną i nieoczekiwaną migrację.
• Dalsze badania: Naukowcy planują zbadać zbiorową dynamikę takich komórek w bardziej złożonych środowiskach 3D.
• Znaczenie praktyczne: Badania te pomogą lepiej zrozumieć patologię raka jajnika, choroby charakteryzującej się szybkim przerzutowaniem i wysoką śmiertelnością.

„Mamy nadzieję, że nasze badanie otworzy nowe możliwości diagnostyki i leczenia raka jajnika” – powiedział główny autor badania Ramray Bhat.