Распространение опухолей головного мозга объяснили с помощью принципов физики жидкости
Йозеф Кяс из Лейпцигского университета и Ингольф Сак из Charité-Universitätsmedizin Berlin показали, что распространение Опухолевые клетки головного мозга зависит как от их физических, так и от биомеханических свойств. По мнению исследователей, небольшое изменение эластичности клеток глиомы - самой опасной опухоли головного мозга - существенно меняет ее способность метастазировать.
Сак - химик, а Кяс - физик. Оба специализируются на исследованиях рака, но с разных точек зрения. Мешок изучает механические свойства тканей и владеет технологией Магнитно-резонансная эластография разработали комбинацию низкочастотных колебаний и Магнитный резонанс. Его используют для отслеживания развития болезней. Кяс же работает с одним оптическая ловушка, в которых мягкие миниатюрные объекты, такие как клетки, можно деформировать с помощью лазеров, чтобы создать их эластичность и исследовать деформируемость.
Источник изображения: Pixabay / Источник
Два года назад двое ученых обнаружили, что Клетки глиомы более мягкие и менее липкие, чем раковые клетки из доброкачественных опухолей. Поскольку глиому трудно удалить, потому что она расширяет маленькие «щупальца» в окружающие ткани, ученые поняли, что только законы физики могут контролировать распространение этого рака. Появление таких «щупалец» - хорошо известное явление в физике жидкости, когда жидкость менее вязкость вводится в другую жидкость.
Исследователям удалось набрать восемь пациентов для исследования, четверо из которых были доброкачественными. Опухоли головного мозга и четыре со злокачественными опухолями, в том числе три с глиомами. Результаты исследования удивили самих исследователей. Что примечательно, так это то, что механические свойства отдельной клетки отражались на механических свойствах всей ткани, говорит Кас. Однако полученные данные предполагают более сложную картину, чем просто липкие клетки, образующие липкую опухоль.
В предыдущих исследованиях злокачественные опухоли были более мягкими и менее вязкими, чем доброкачественные опухоли. Однако, и это было удивительно, клетки, которые они образовали, были не менее вязкими. Оказалось, что самое главное - растяжимость и эластичность клеток. Это коррелировало со способностью ткани «течь». Чтобы распространиться, им пришлось Опухолевые клетки протискиваться между другими клетками. По мнению исследователей, это гибкость, а не то, что вязкость самый важный фактор в способности ткани распространяться.
Раковые клетки не нуждаются в каких-либо особых генетических изменениях, чтобы начать процесс «расширения своих щупалец». Все, что вам нужно, - это правильные механические свойства. По словам Кяс, этого достаточно для высокоинвазивного роста тканей.
Открытие немецких ученых - это плохая и хорошая новость с терапевтической точки зрения. Плохая новость заключается в том, что механические свойства сложнее нарушить, чем молекулярные процессы. Хорошая новость в том, что теперь мы знаем механизм. Когда физические изменения могут сделать опухоль более злокачественной или более доброкачественной. Понимание этого процесса может помочь в разработке новых методов лечения в будущем.