Визуализация раковых клеток в 3D

Большинство изображений в онкобиологии получают, фотографируя клетки на плоских двумерных поверхностях, хотя раковые клетки в организме существуют в сложной трёхмерной среде. Новый высокоразрешающий микроскоп, представленный 22 февраля в журнале Developmental Cell, позволяет визуализировать раковые клетки в 3D и регистрировать их сигналы к другим частям микроокружения, раскрывая ранее неизученные аспекты биологии выживания и распространения раковых клеток.

«Существуют чёткие доказательства, что среда сильно влияет на клеточное поведение, поэтому ценность экспериментов с культурами клеток на стекле по меньшей мере ставится под вопрос», — говорит старший автор Рето Фиолка, специалист по оптике из Медицинского центра Университета Техаса. — «Наш микроскоп — это инструмент, который может привести к более глубокому пониманию молекулярных механизмов, управляющих поведением раковых клеток, поскольку он позволяет проводить высокоразрешающую визуализацию в более реалистичных условиях опухоли».

В исследовании учёные использовали микроскоп для визуализации различных типов клеток рака кожи пациентов. Они обнаружили, что в трёхмерной среде (где клетки находятся в норме), в отличие от стеклянной поверхности, несколько линий клеток меланомы и первичные клетки меланомы от пациентов с разными генетическими мутациями образуют множество мелких выпячиваний — блеббов. Одна из гипотез заключается в том, что это образование блеббов может помогать раковым клеткам выживать или перемещаться и, таким образом, играть роль в инвазивности клеток рака кожи или их устойчивости к лекарствам у пациентов.

Исследователи считают, что это первый шаг к пониманию трёхмерной биологии в микроокружении опухоли. Поскольку такие изображения могут быть слишком сложными для интерпретации невооружённым глазом, следующим шагом станет разработка мощных компьютерных платформ для извлечения и обработки информации.

«Мы надеемся, что теперь вместо вопроса "что мы можем измерить" учёные будут задаваться вопросом "что мы должны измерить", чтобы внести значимый вклад в биологию раковых клеток», — отмечает соавтор работы Эрик Вельф.

Программное обеспечение для управления микроскопом и код для анализа изображений находятся в свободном доступе для научного сообщества.