Agresywne komórki nowotworowe mogą przemieszczać się przez organizm z niezwykłą sprawnością, a ich zdolność do kolonizowania kolejnych narządów stanowi podstawę procesu przerzutowania – jednego z kluczowych czynników pogarszających rokowanie pacjentów onkologicznych. Aby zainicjować przerzut, komórki muszą pokonywać fizyczne bariery, w tym wyjątkowo wąskie przestrzenie w tkankach. Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Biomicrofluidics ujawniają, że kluczową rolę w tej zdolności odgrywa odkształcalność komórek nowotworowych, która pozwala im dosłownie „przeciskać się” przez ciasne szczeliny.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak komórki nowotworowe wykorzystują odkształcalność, aby szybciej przeciskać się przez wąskie szczeliny w tkankach.
- Czym różnią się strategie migracji dwóch linii komórkowych: MV3 (czerniak) i HT1080 (włókniakomięsak).
Jakie urządzenia mikroprzepływowe pozwoliły naukowcom zbadać mechanikę komórek i ich zdolność pokonywania ciasnych przestrzeni. - Dlaczego właściwości biomechaniczne komórek mogą w przyszłości stać się markerem rokowniczym i elementem diagnostyki onkologicznej.
Komórki nowotworowe jako „mistrzowie ruchu”
Badacze przypominają, że komórki nowotworowe potrafią przełączać się między różnymi stanami komórkowymi, przyjmując odmienne strategie migracji w zależności od warunków środowiska. Ta elastyczność behawioralna stanowi jeden z powodów, dla których komórki przerzutowe tak skutecznie kolonizują kolejne tkanki.
Wcześniejsze prace wykazały, że dwie linie komórkowe – MV3 (czerniak) i HT1080 (włókniakomięsak) – potrafią zmieniać tryb ruchu, gdy trafiają na wyjątkowo ciasne przerwy w tkance. Jednak tylko komórki czerniaka dokonywały tej zmiany poprzez aktywną manipulację tkanką. Nie było jasne, w jaki sposób linia HT1080 osiąga ten sam efekt. Autorzy nowego badania postawili hipotezę, że kluczową różnicą może być odmienna podatność na odkształcanie.
Jak wyjaśnia główna autorka badania, Anouk van der Net:
Postawiliśmy hipotezę, że podczas gdy komórki czerniaka potrafią ‘przeciskać się’ przez szczeliny tkankowe, komórki włókniakomięsaka są bardziej elastyczne, czyli odkształcalne. Potrafią ‘zmieniać kształt’ i wyginać się, co w rzeczywistości sprawia, że lepiej radzą sobie z przeciskaniem się przez bardzo wąskie szczeliny tkankowe.
Mikroprzepływowe urządzenia badające odkształcalność komórek
Aby zweryfikować tę hipotezę, zespół naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Delfcie i Instytutu Nanonauki Kavliego zbudował dwa zaawansowane urządzenia mikroprzepływowe:
- jedno mierzyło odkształcalność komórek,
- drugie oceniało, jak szybko komórki są w stanie przemieszczać się przez niezwykle wąskie szczeliny.
Rezultaty były jednoznaczne: komórki włókniakomięsaka HT1080 okazały się bardziej elastyczne, lepiej adaptujące swój kształt, a co najważniejsze – znacznie szybciej pokonywały mikroszczeliny niż komórki czerniaka MV3.
Odkształcalność pomaga, ale nie zmienia kierunku ruchu
Badacze sprawdzili również, czy stopień odkształcalności ma wpływ na kierunek migracji komórek. Okazało się, że obie linie komórkowe – mimo różnic mechanicznych – podejmowały takie same decyzje przestrzenne, gdy miały do wyboru szczeliny o różnych rozmiarach.
Oznacza to, że odkształcalność HT1080:
- zwiększa skuteczność ich ruchu,
- ale nie wpływa na wybór trajektorii migracji.
Zespół podkreśla, że to jedno z pierwszych badań, które bezpośrednio wykazało związek między odkształcalnością komórek nowotworowych a aktywną migracją przez wąskie struktury tkankowe w środowisku 3D.
Znaczenie wyników dla diagnostyki i terapii
Wyniki badania dostarczają nowych, cennych informacji na temat strategii migracyjnych agresywnych komórek nowotworowych. Mogą również mieć praktyczne znaczenie kliniczne. Anouk van der Net podsumowuje:
Badanie pozwoliło lepiej zrozumieć, w jaki sposób agresywne komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się w organizmie i jak odkształcalność jest jednym z czynników determinujących, a najprawdopodobniej również decyduje o tym, kiedy komórki nowotworowe zmieniają strategię rozprzestrzeniania się.
I dodaje:
Te nowe spostrzeżenia przyczyniają się również do rozwoju terapii i diagnostyki, w których można mierzyć właściwości mechaniczne komórek nowotworowych w celu przewidywania skuteczności leczenia lub rokowania pacjenta.
Może to oznaczać, że:
- pomiar odkształcalności komórek stanie się częścią przyszłych narzędzi diagnostycznych,
- nowe terapie będą ukierunkowane na „usztywnienie” komórek nowotworowych,
- ocena mechaniki komórek pomoże lepiej przewidywać skłonność do przerzutów.
Główne wnioski
- Badania wykazały, że komórki włókniakomięsaka HT1080 są bardziej odkształcalne niż komórki czerniaka MV3, co pozwala im szybciej przeciskać się przez bardzo wąskie szczeliny tkankowe.
- Oba typy komórek podejmują podobne decyzje dotyczące kierunku migracji, co oznacza, że większa elastyczność mechaniczna wpływa na efektywność ruchu, ale nie zmienia strategii wyboru trasy.
- Dzięki specjalnie zaprojektowanym urządzeniom mikroprzepływowym badacze mogli bezpośrednio zmierzyć odkształcalność komórek oraz ocenić tempo ich migracji przez ciasne struktury.
- Wyniki sugerują, że odkształcalność komórek może być ważnym czynnikiem rokowniczym oraz potencjalnym narzędziem diagnostycznym do oceny agresywności nowotworów i skuteczności terapii.
Źródło:
- https://www.news-medical.net/news/20251118/Deformability-helps-cancer-cells-squeeze-through-tight-tissue-gaps-study-shows.aspx
- American Institute of Physics
