Машина времени для рака
Рак поджелудочной железы имеет один из худших показателей выживаемости среди онкологических заболеваний. Пациенты могут прожить не менее пяти лет после постановки диагноза лишь в 9% случаев. Возвращение к времени начала роста опухоли позволит увидеть взаимодействие первых атипичных клеток и поможет исследователям лучше понять, как начинается рак и идентифицировать его как можно раньше.
«Машина времени» рака поджелудочной железы, разработанная исследователями Университета Пердью, показала, что болезнь еще более непредсказуема, чем считалось ранее: расположенные рядом раковые клетки в поджелудочной железе усиливают агрессивность друг друга по отношению к здоровым тканям.
Исследование, опубликованное в журнале Small, является началом долгой работы над изучением развития рака поджелудочной железы. Со времени публикации статьи исследователи также обнаружили лекарственную устойчивость у раковых клеток, происходящих из двух линий клеток, чувствительных к лекарствам.
Инвазивный рак прорастает из искусственного протока поджелудочной железы. Клетки окрашены в фиолетовый цвет, ядра окрашены в синий цвет. Источник здесь и далее: Университет Пердью.
Так называемая машина времени представляет собой полую коллагеновую трубку, которая имитирует микроанатомию протока поджелудочной железы. Инъецируя линии раковых клеток в микрожидкостные каналы внутри этого искусственного протока, исследователи могут использовать систему в качестве модели для наблюдения за тем, как рак поджелудочной железы ведет себя с первого дня.
Как правило, для развития рака поджелудочной железы у пациента требуется 10-20 лет. Даже в животных моделях этот процесс длится несколько месяцев. Коллагеновая модель опухоли поджелудочной железы сокращает время развитие рака до двух недель и предоставляет возможность наблюдать за тем, что происходит в течение длительного периода времени. Это помогает видеть тенденции, которые клиницисты и исследователи обычно не видят.
Модель протока поджелудочной железы с подсаженными раковыми клетками. Неинвазивные клеточные линии превращаются в инвазивные, способные давать метастазы рака поджелудочной железы.
Модель опухоли ускоряет время, потому что исследователи могут загружать клеточные линии от животной модели или пациента, не дожидаясь, пока произойдет онкогенная мутация. Сама структура модели опухоли позволяет исследователям реконструировать мутацию так, как это происходит в организме.
Чтобы вернуться в прошлое, исследователи просто перематывают материал, отснятый аппаратурой визуализации со стороны искусственного воздуховода.
Для своего исследования группа разработала линию клеток поджелудочной железы на мышиной модели, а затем загрузила ее в микрофлюидные каналы искусственного протока поджелудочной железы. Оказавшись внутри, клеточные линии заполняют проток и начинают расти.
Реалистичной модель опухоли делает ее форма. Дело в том, что кривизна протока поджелудочной железы влияет на поведение клеток. Раковые клетки можно было бы культивировать и в чашках Петри, но в плоской посуде клетки ведут себя совершенно иначе, чем в протоке.
Исследователи увидели, что после того, как два разных типа раковых клеток проросли в модели опухоли поджелудочной железы, они стали более инвазивными и прорастали из протока, образуя опухоли.
Поскольку рак – это группа заболеваний, а рак поджелудочной железы включает в себя четыре основные мутации, группа планирует продолжить изучение того, как каждая из этих мутаций взаимодействует друг с другом. Модель опухоли также может быть использована в качестве инструмента для предварительного скрининга и обнаружения новых мишеней при создании лекарств.
Исследователи получили патент на модель опухоли поджелудочной железы.
Статья M.J.Brandney et al. A Biomimetic Tumor Model of Heterogeneous Invasion in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma опубликована в журнале Small.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Purdue University: Pancreatic cancer 'time machine’ exposes plot twist in cell growth and invasion.