Rakovinné bunky jsou nimbler nez nemaligní bunky

Pokyny o tom, jak se bunky stanou rakovinnými, jsou odhaleny v novém katalogu jejich fyzikálních a chemických vlastností. Katalógy mimo jiné ukazují, jak zhoubné bunky, které se vylucují z nádoru a napadají jiné orgány, jsou mnohem chytrejsí a agresivnejsí nez nemaligní: jsou schopni lépe projít malými prostory a vyvíjejí vetsí sílu na své zivotní prostredí.
Pri sestavování katalogu se sto výzkumných pracovníku z 20 ruzných center v USA spojilo, aby prozkoumalo fyziku a chemii, která utvárí vývoj rakovinných bunek, coz je z pohledu fyzikální vedy ponekud nejasné.
Vedci, kterí jsou soucástí Centra fyzikálních ved a onkologií (PS-OC), které podporují Národní rakovinový ústav, doufají, ze jejich katalog pomuze pri predcházení rakovinných bunek a dokonce jednou pomuze predcházet nebo lécit metastázující rakovinu, rozsírila a zacala s novými nádorovými místy v jiných cástech tela a která je zodpovedná za drtivou vetsinu vsech úmrtí na rakovinu.
V clánku publikovaném on-line dne 26. dubna v casopise Vedecké zprávypopisují, jak provádejí systematické molekulové a biofyzikální srovnání mezi dvema bunecnými liniemi, jedním z bunek metastázujícího karcinomu prsu a druhou z nemaligních bunek prsu a uvedly hlavní rozdíly, které nabízejí nové poznatky o tom, jak se bunky mení z toho, maligní az metastatické.
Robert Austin, profesor fyziky a vedoucí Princetonské univerzity PS-OC v New Jersey, ríká ve svém prohlásení:
"Spojením ruzných typu experimentálních zkuseností s cílem systematicky porovnávat metastatické a nemetastatické bunky jsme rozsírili nase znalosti o tom, jak se metastázy vyskytují."

Metastatické bunky jsou v podstate "útocníky"

Napríklad, zjistili, ze tyto dva druhy bunek vykazují rozdíly v mechanických vlastnostech, jak se drzí na povrchu, jak migrují, reagují na kyslík a vyrábejí bílkoviny.
Austin a tým v Princetonu PS-OC zjistili, ze i kdyz cestují pomaleji nez nemaligní bunky, metastatické bunky dále cestují a jdou do rovnejsí linie.
Vytvorili prostredí vyrobené z kremíku, které simuluje strukturu tkáne uvnitr tela a pozorovalo, co se stalo, kdyz se bunky promenily v malých komorách a kanálech s velikostí bunek, leptaných v kremíku.
Ríká Austin metastatické bunky "jsou v podstate útocníky", protoze mohou prolomit extracelulární matrici, tuhou membránovou stenu, kterou telo vytvárí, ve snaze utesnit tumor ze zdravých tkání.
Fyzici a inzenýri spolecnosti Princeton mají zkusenosti s technologií mikroprocesoru, která se pouzívá k výrobe integrovaných obvodu a solárních clánku. Vyzvali na tuto odbornost, aby vytvorily malé kremíkové komory pouzité ve studii.
Princeton PS-OC zahrnuje také týmy z Lékarské fakulty Univerzity Johns Hopkins, Institutu biologických studií Salk a Kalifornské univerzity v Santa Cruz.

Metastatické bunky odolnejsí vuci nízkému obsahu kyslíku a vytvárejí proteiny, které je ciní mobilnejsími

Ve svém príspevku výzkumníci rovnez popisují, jak nasli metastatické bunky se rychleji zotavují ze stresu prostredí s nízkým obsahem kyslíku nez jiné nemaligní bunky, coz potvrzuje výsledky predchozích studií.
Mnoho metastatických bunek zmizí, kdyz je kyslík nedostatecný, ale ty, které prezívají s velkou energií, potvrzují názor, ze jednotlivé bunky hrají dulezitou roli pri sírení rakoviny.
Také objevil Princeton PS-OC maligní bunky vytvárejí proteiny, které je ciní mobilnejsími a schopný napadnout extracelulární matrix a uniknout z nádoru. Objevili to porovnáním celkové produkce bílkovin s produkcí v metastatických bunkách.

Merení toho, jak bunky pritlacují okolní bunky na expresi genu a bílkovin

Ve vsech sítích PS-OC vedci pouzívají stejné dve epiteliální bunecné linie prsu: non-tumorigenní MCF-10A a metastatické MDA-MB-231, bezne pouzívané modely metastáz rakoviny. Rovnez pouzívají stejná cinidla a protokoly, aby bylo mozné porovnávat výsledky.
Jejich laboratorní metody se pohybovaly v rozmezí od fyzických merení, jak bunky pritlacují okolní bunky k merení jejich exprese genu a bílkovin.

Nastaran Zahir Kuhn, programový manazer pro PS-OC v Národním onkologickém institutu, uvádí ve svém prohlásení:
"Zhruba 20 technik bylo pouzito ke studiu bunecných linií, coz umoznilo identifikovat radu jedinecných vztahu mezi pozorováním."

Metastatické bunky jsou mekcí a vyvíjejí vetsí sílu na svém okolí

Napríklad pomocí techniky nazvané mikroskopie atomové síly výzkumníci zjistili, ze metastatické bunky se zdají být mekcí nez nemaligní bunky, zatímco jiný prístup nazvaný mikroskopie tahové síly naznacuje, ze vyvíjejí více síly na své okolí.
Tyto dve vlastnosti poskytují dulezité informace o tom, jak metastatické bunky uniknou z vezení v nádorových stenách. Mohly by jim napríklad pomoci, drzet se, migrovat a pretvorit tezkou extracelulární matrici, kterou telo obklopilo nádor. Ale zároven mohou být mekké, metastatické bunky také mohou procházet malými prostory v membráne.
Kuhn ríká, ze cílem celonárodního programu PS-OC je shromázdit odborné znalosti fyziku, inzenýru, pocítacových vedcu, chemiku a biologu, kterí nám pomohou lépe porozumet rakovine a:
"Výsledky této studie poukazují na uzitecnost takového prístupu, zvláste kdyz jsou studie provádeny standardizovaným zpusobem od pocátku."
V dalsí zajímavé studii, která byla zverejnena v lednu 2013, vedci, kterí zkoumají interakci mezi bunkami a extracelulární matrix, naznacují, jak bunky vedí, ze nejsou vzhuru nohama, mohou také pomoci bojovat proti rakovine.
Napsal Catharine Paddock PhD