Случайные вариации скорости миграции между клетками в клоновых популяциях

Микрофлюидные инструменты для прецизионных измерений скорости миграции клеток показывают, что скорость миграции отдельных клеток изменяется стохастически от родительских клеток к их потомкам, в то время как средняя скорость популяции клеток остается постоянной в последовательных поколениях.

Исследователи из Massachusetts General Hospital и Harvard Medical School в Бостоне применили разработанные ими технологии для точного измерения скорости миграции клеток, чтобы изучить её вариации в популяции раковых клеток. Этот инструмент позволил сравнивать последовательные поколения клеток с разрешением на уровне одной клетки.

Ключевое открытие: скорость миграции, остающаяся относительно постоянной на протяжении жизни клетки, не наследуется от материнской клетки к дочерним. Характерная скорость миграции каждой клетки изменяется случайным образом в следующих поколениях. Это удивительно, учитывая, что средняя скорость миграции всей популяции клеток не меняется на протяжении множества циклов деления.

"Наше открытие предполагает, что может существовать фактор, определяющий характерную скорость клетки, и этот фактор устанавливается на случайном уровне в новых клетках после деления", — говорит Дэниел Иримия, доктор медицины и философии, старший автор статьи.

Почему это важно: Результаты имеют значение для лечения рака, где ищут способы замедлить инвазию раковых клеток. Идентификация контролирующего фактора может стать мишенью для препаратов, модулирующих скорость движения клеток — замедляя его при раке или ускоряя для заживления ран.

Методология: В микрофлюидном устройстве каждая клетка перемещается по отдельному каналу-треку в течение нескольких часов. Автоматизированный микроскоп делает снимки каждые 20 минут. Для визуализации клеток во время цикла деления использовали флуоресцентные красители и маркер Fucci, который показывает фазу роста клетки.

"Мы оптимизировали дизайн устройства так, чтобы в большинстве каналов одновременно находилась только одна клетка, и рассчитали длину каналов так, чтобы наблюдать за каждой клеткой в среднем 12 часов", — поясняет ведущий автор работы, доктор философии Цзюнь Янь.

Планы: Команда планирует использовать микрофлюидные устройства вместе с более сложными инструментами молекулярной биологии, чтобы идентифицировать факторы контроля скорости миграции клеток.