Ученые из Университета Аалто (Финляндия) и Стэнфордского университета (США) разработали новый метод, позволяющий точно измерить, какую силу прикладывают раковые клетки, чтобы распространиться в здоровые ткани. Они применили его для исследования раннего прогрессирования рака молочной железы, передает EurekAlert!.

Результаты работы опубликованы в журнале Nano Letters.

Первичная опухоль может образоваться внутри протока молочной железы. Раковые клетки сдерживаются специальной оболочкой — базальной мембраной. Клетки рака молочной железы больше, чем поры в этих мембранах, поэтому они должны прорваться, чтобы распространиться на другие ткани. Раньше считалось, что для этого клетки используют ферменты для растворения мембран, но теперь стало понятно, что клетки рака молочной железы просачиваются благодаря своим выступам. На них генерируется сила – выступы вытягиваются и проталкивают ткань.

«В этом механизме клетки рака молочной железы используют силы, создаваемые выступами, чтобы создать каналы в материале мембраны. Затем раковые клетки попадают в окружающие ткани и могут перемещаться дальше в кровеносные сосуды, чтобы распространиться на остальную часть тела. На самом деле кровеносные сосуды также окружены базальной мембраной. Клетки рака молочной железы потенциально используют аналогичный механизм для проникновения в эти базальные мембраны», — объясняет руководитель исследования Юхо Покки (Juho Pokki). Впервые этот механизм обнаружила команда из Стэнфорда в 2018 году.

В новом исследовании ученые использовали трехмерные клеточные культуры, состоящие из клеток рака молочной железы и стандартного материала базальной мембраны. В эти культуры команда внедрила два типа биосовместимых сфер: один тип двигался вместе с силами, создаваемыми раковыми клетками, а другой измерял механику ограничения силы. Через модифицированный флуоресцентный микроскоп ученые снимали эти сферы и отслеживали их на наноуровне. Это позволило исследователям измерить импульсы силы, исходящие от раковых клеток.

Результаты показали, что выступы раковых клеток при инвазии проявляют силы от пиконьютонов до наноньютонов. При этом клетка может прикладывать силы с определенной периодичностью – в диапазоне от половины до шести минут.

Новый метод позволяет получить более точные расчетные данные о клеточных силах во время инвазии клеток рака молочной железы. Технологические разработки в конечном итоге будут стимулировать доклинические исследования, связанные с лечением рака молочной железы, считают авторы работы.