Исследователи из Университета Джона Хопкинса и других учреждений сообщают, что новый лабораторный анализ может точно спрогнозировать, какой рак молочной железы и другие твердые опухоли могут распространяться или метастазировать. Анализ позволит клиницистам выбрать лучшие лекарства для предотвращения распространения рака.
Команда исследователей получила патент на анализ под названием «Микрофлюидный анализ для количественной оценки клеточной инвазии» (MAqCI), в котором используется устройство для оценки трех характеристик метастазирования: способности раковых клеток двигаться, сжиматься и размножаться. В лабораторных экспериментах MAqCI точно спрогнозировал риск метастатаз клеточных линий рака молочной железы и опухолей. Работа опубликована в Nature Biomedical Engineering.
Хотя для подтверждения и расширения возможностей анализа необходимы дополнительные исследования, исследователи довольны результатами. «Когда в теле пациента обнаруживается уплотнение, врач может определить, является ли оно доброкачественным или злокачественным, но он не может с уверенностью сказать, будет ли злокачественная опухоль агрессивной и метастазировать», - говорят исследователи.
Современные технологии для прогнозирования или раннего выявления метастазирования рака молочной железы основаны на профилировании экспрессии генов и измерении циркулирующих опухолевых клеток или циркулирующей опухолевой ДНК, выделяемой раковыми клетками. Тесты экспрессии генов измеряют уровни экспрессии подмножества генов, связанных с определенными видами рака. Несмотря на то, что жидкие биопсии или измерения ДНК циркулирующей опухоли могут быть эффективными при оценке реакции пациента на терапию, они не помогают врачам выбрать оптимальные лекарства для предотвращения распространения заболевания.
Исследователи изучали движение неметастатических клеток рака молочной железы через искусственную среду, состоящую из Y-образных каналов различных размеров, и заметили, что эти клетки не могут проникать в более узкие участки. Метастатическим опухолевым клеткам необходима способность перемещаться и деформироваться для проникновения в узкие пространства, чтобы они могли перемещаться от первичной опухоли к отдаленному участку в теле пациента. Устройство MAqCI подключают к компьютеру, и миграция клеток контролируется в режиме реального времени с помощью фазово-контрастной микроскопии.
Для текущего проверочного исследования ученые взяли клетки из 25 различных клеточных линий рака молочной железы человека и поместили их в устройство. Пороговый процент был определен как 7% мигрирующих клеток. Устройство показало 96% точность в прогнозировании метастатического потенциала среди различных образцов клеток рака молочной железы.
Затем они изолировали клетки с высокой скоростью миграции через каналы MAqCI, клетки, которые, как считается, инициируют метастазирование, чтобы выяснить, были ли они способны образовывать метастазы по сравнению с родительской популяцией раковых клеток. Чтобы изучить, какие факторы способствуют увеличению метастатического потенциала мигрирующих клеток, исследователи сравнили характеристики этих клеток с немигрирующими клетками, обнаружив, что они были более вытянутыми и перемещались с большей скоростью и постоянством. Изучая РНК каждого типа клеток, исследователи обнаружили, что у мигрирующих клеток наблюдаются изменения экспрессии генов в нескольких сигнальных путях, связанных с выживанием и миграцией. Затем они сравнили метастатический потенциал четырех дополнительных линий клеток рака молочной железы.
В дополнительных экспериментах исследователи изучили два образца опухоли (HCI-001 и HCI-002) от пациентов с метастатическим тройным негативным раком молочной железы. Эти клетки, в которых отсутствуют три наиболее распространенных рецептора, способствующих росту рака, могли мигрировать по каналам в устройстве MAqCI. Устройство обнаружило, что оба образца были метастатическими.
Наконец, исследователи проверили способность MAqCI прогнозировать эффективность потенциальных методов лечения, которые подавляют подвижность клеток. Они изучили препараты траметиниб и BKM120, ингибитор PI3K, проходящий исследование в клинических испытаниях. Исследователи обнаружили, что траметиниб эффективен в снижении процента мигрирующих клеток в трех линиях клеток рака молочной железы с высоким метастатическим потенциалом. Однако другое лекарство, BKM120, уменьшало процент мигрирующих клеток только в двух из этих трех клеточных линий и фактически увеличивало миграционную способность клеток в третьей клеточной линии.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190528095209.htm
