Биоинженеры обнаружили, что раковая клетка может производить до пяти дочерних клеток

Согласно классической биологии, процесс деления клеток млекопитающих (митоз) — это равное разделение материнской клетки на две дочерние. Однако биоинженеры из Школы инженерии и прикладных наук им. Генри Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали платформу для механического ограничения клеток, имитирующую трёхмерные условия in vivo, в которых происходит деление.

Ключевое открытие: при таком ограничении раковые клетки часто делятся не на две, а на три или более дочерних клеток.

• Традиционный взгляд: Митоз строго регулируется биохимическими контрольными точками для равного распределения хромосом и органелл.
• Проблема: Сбой этих контрольных точек может приводить к анеуплоидии — изменению числа хромосом, что является ключевой характеристикой многих инвазивных раков. Деление на более чем две клетки создаёт сложную "хореографию" движения хромосом, которая может закончиться анеуплоидией.

Экспериментальная платформа: Команда создала микрофлюидную систему, которая механически ограничивает раковые клетки, имитируя пространственные ограничения роста опухоли в 3D-среде (в отличие от традиционных культурных флаконов). Это позволило вести микроскопические наблюдения за делением отдельных клеток с высоким разрешением.

Результаты:

• Ограничение привело к аномально высокому проценту делений одной раковой клетки на три или четыре дочерние.
• В нескольких случаях наблюдалось деление одной клетки на пять дочерних за одно событие деления, что, вероятно, приводит к образованию анеуплоидных клеток.

Значение: Большинство злокачественных опухолей содержат анеуплоидные клетки, но причины этого до конца не ясны. Новая платформа позволяет изучать, как уникальная механическая среда опухоли может способствовать анеуплоидии и прогрессии доброкачественной опухоли в злокачественную.

Исследование опубликовано в рецензируемом журнале PLoS ONE.