Новый метод выращивания и выделения раковых клеток может стать оружием против болезни
Новый метод выделения и выращивания наиболее опасных раковых клеток может открыть новые возможности для изучения того, как рак распространяется, и, в конечном итоге, как с ним бороться. Исследователи из Университета Иллинойса и их коллеги из Китая обнаружили, что в то время как в традиционной культуре раковых клеток лишь немногие способны образовывать новые опухоли, мягкий гель способен выделять опухолевосстанавливающие клетки и стимулировать их рост и размножение в культуре. Новая техника культивирования позволит лучше изучать метастатические виды рака.
Наиболее опасные раковые клетки — те, что могут оторваться от первичной опухоли и переместиться по организму, чтобы сформировать новую опухоль в другой ткани (процесс метастазирования). К счастью, лишь небольшой процент раковых клеток обладает такой способностью. К сожалению, именно эти клетки, дающие начало опухолям, труднее всего уничтожить химиотерапией.
Исследователи из Университета Иллинойса в сотрудничестве с Университетом науки и технологий Хуачжун (Китай) опубликовали результаты в журнале Nature Materials.
Ранее группа профессора Нина Вана обнаружила, что стволовые клетки лучше растут в мягком геле, чем на жёсткой пластине. Учёные задались вопросом, применим ли этот принцип к метастазирующим клеткам, поскольку они имеют некоторые качества стволовых клеток.
Они поместили отдельные клетки мышиной меланомы (рак кожи) в мягкий гель из фибрина — волокнистого белка, распространённого в организме. Культуры сравнили с выращенными на жёсткой плоской поверхности (традиционный метод).
Результаты:
- Через пять дней мягкие гели были заполнены сферами из мягких клеток — колоний было значительно больше, чем на жёсткой поверхности.
- Клетки были мягче и росли сферическими скоплениями — необычно для большинства раковых клеток, но характерно для стволовых.
- Клетки, выращенные в мягком 3D-фибрине, были гораздо эффективнее в образовании опухолей у мышей, чем клетки, приготовленные традиционно.
- Для индукции опухолей с той же частотой достаточно было ввести всего 10 клеток из культуры, выращенной в мягком геле, в то время как из традиционной культуры требовалось 10 000 клеток.
Это говорит о том, что мягкий субстрат способен выделять опухолевосстанавливающие клетки и стимулировать их рост в культуре.
Дальнейшие открытия:
- Метод с мягким фибриновым субстратом оказался применим и к другим линиям раковых клеток, что показывает его универсальность для многих типов рака.
- Клетки, выращенные в мягком геле, вызывали опухоли даже у нормальных мышей ("дикого типа"), а не только у иммунодефицитных, как это обычно требуется.
- Опухолевосстанавливающие клетки экспрессируют ген самообновления Sox2, который обычно экспрессируется только в стволовых клетках, а не в традиционно приготовленных раковых клетках. Блокировка гена Sox2 заставляла клетки дифференцироваться, превращаясь в традиционные тканеспецифичные раковые клетки.
Исследователи продолжат изучать молекулярные механизмы, которые делают эти клетки-«поселенцы» такими устойчивыми к выживанию в отдалённых органах и эффективными в образовании опухолей. Эта информация может помочь в создании методов лечения, останавливающих распространение рака.