Новый фактор рака: как «вязкая» среда влияет на клетки опухоли мозга

Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Microsystems & Nanoengineering, показывает, что на поведение клеток глиобластомы — одной из самых агрессивных опухолей мозга — влияет не только химическая среда и жёсткость тканей, но и вязкость окружающей жидкости.

Работа выполнена учёными из Центральной больницы города Чунцин и Чунцинского университета (Китай). Они разработали новую экспериментальную платформу — двухслойный открытый микрофлюидный чип, который позволяет длительно наблюдать за клетками в условиях контролируемой вязкости среды. Это важно, потому что традиционные закрытые системы плохо имитируют реальные условия опухоли: они ограничивают доступ кислорода и питательных веществ и искажают механические воздействия на клетки.

В эксперименте использовали две линии человеческих клеток глиобластомы (U-251 и LN-229), которые в течение месяца выращивали в среде с повышенной вязкостью, соответствующей инвазивной периферии опухоли.

Несмотря на то что более вязкая среда обычно должна замедлять движение, клетки, адаптированные к таким условиям, наоборот мигрировали быстрее и дальше, чем контрольные. При этом они становились меньше и более пластичными, что позволяло им легче проходить через узкие пространства в микроструктуре устройства.

На клеточном уровне наблюдалось сильное механическое сжатие ядер и активация белка YAP, который участвует в механочувствительных сигнальных путях. В одной из линий клеток (U-251) это сопровождалось устойчивой перестройкой экспрессии генов, связанных с инвазивностью опухоли, включая CD44, FN1 и MMP9. В другой линии (LN-229) изменения формы и подвижности были похожими, но стабильной генетической перестройки почти не происходило.

Примечательно, что часть молекулярных изменений сохранялась даже после возвращения клеток в нормальную по вязкости среду. Это указывает на возможное формирование у опухолевых клеток так называемой механической «памяти», влияющей на их дальнейшее поведение.

Авторы подчёркивают, что новая открытая микрофлюидная система позволяет разделить влияние вязкости жидкости и механического ограничения стенок, которые в классических моделях обычно смешаны. Это делает платформу более точной моделью реальных условий внутри опухоли и открывает возможности для тестирования препаратов, воздействующих на механочувствительные пути, включая сигнальный белок YAP и цитоскелет.

Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter