Zellklebrigkeit könnte auf ein metastatisches Potential hinweisen

Anonim

Wie stark Tumorzellen an das umgebende Gewebe anhaften, könnte auf die Wahrscheinlichkeit hinweisen, dass sich Krebs auf andere Teile des Körpers ausbreitet, heißt es in einer am 28. Februar im Biophysical Journal veröffentlichten Studie. Die Forscher fanden heraus, dass Tumorzellen, die sich durch eine schwache Adhäsionsstärke auszeichnen, mit einer rotierenden Scheibe leichter wandern und im Vergleich zu stark adhärenten Zellen in andere Gewebe eindringen. Die Studie könnte einen dringend benötigten Marker liefern, um hochmetastatische Zellen innerhalb einer breiteren Tumorzellpopulation zu identifizieren.

"Es gibt keinen gemeinsamen biologischen Marker, der sagt, dass sich ein Tumor mit größerer Wahrscheinlichkeit ausbreitet", sagt der leitende Studienautor Adam Engler von der University of California in San Diego. "Unser Gerät zeigt jedoch, dass es sich tatsächlich um einen physischen Marker handelt, der die Wahrscheinlichkeit einer Verbreitung voraussagt."

Krebszellen verbreiten sich, indem sie sich vom Primärtumor lösen und wegwanderten, um eine sekundäre Metastasestelle zu bilden. Jedoch ist nur eine kleine Untergruppe von Krebszellen aus einem Tumor oder sogar aus einer Krebszelllinie in der Lage, sekundäre Tumore zu bilden. Bemühungen, einen universellen molekularen Marker zu identifizieren, der metastasierende Zellen über Tumortypen identifiziert, waren erfolglos.

Im Gegensatz dazu haben einige Studien vorgeschlagen, dass ein biophysikalischer Marker - die Stärke, mit der sich Zellen an das umgebende Tumorgewebe anheften - die Wahrscheinlichkeit einer sekundären Tumorentwicklung anzeigen könnte. Aber selbst innerhalb eines einzelnen Tumors zeigen Zellen eine erhebliche Variabilität ihrer Haftfestigkeit. "Wir gingen davon aus, dass das Verständnis der adhäsiven Heterogenität innerhalb einer invasiven Population unsere Fähigkeit verbessern kann, Krebszellen physisch zu überwachen und invasives Verhalten vorherzusagen", sagt Co-Autor der Studie, Afsheen Banisadr, Ph.D. Student im Engler Labor an der Universität von Kalifornien, San Diego.

Um diese Idee zu testen, entwickelte Englers Labor gemeinsam mit Co-Autorin Thea Tlsty von der Universität von Kalifornien, San Francisco, eine maßgeschneiderte rotierende Scheibenvorrichtung, die die Adhäsionskraft von Brust- und Prostatakrebszellen mit unterschiedlichem metastatischem Potential messen konnte. Die Forscher befestigten Zellen an einem Deckglas, das mit extrazellulären Matrixproteinen beschichtet war - Moleküle, die den umgebenden Zellen strukturelle und biochemische Unterstützung bieten. Dann befestigten sie das Deckglas an einer sich drehenden Stange und applizierten Kraft in quantifizierbarer und reproduzierbarer Weise über die Zellpopulation hinweg, wobei sie die Scherung gemessen, die erforderlich ist, um die Zellen von dem mit der extrazellulären Matrix proteinbeschichteten Deckglas abzulösen.

Unter Verwendung dieses Rotationsscheiben-Scherassays fanden sie, dass metastatische Zellen eine bemerkenswerte Heterogenität in ihrer Adhäsionsstärke aufweisen, im Gegensatz zu ihren nicht-metastatischen Gegenstücken. Stark anhaftende metastatische Zellen zeigen ein weniger wanderndes Verhalten, ähnlich zu nicht-metastatischen Zelllinien. Zusammengefasst legen die Ergebnisse nahe, dass die Adhäsionsstärke als ein allgemeiner, hochgradig genauer Marker für metastatische Zellen dienen kann.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen haben Engler und sein Team ein Gerät der zweiten Generation entwickelt, das schwach adhärente Wanderzellen isoliert. In zukünftigen Studien werden sie testen, ob diese Zellen, wenn sie in Mäuse injiziert werden, Tumore mit einer höheren Rate bilden als eine allgemeine Population von Tumorzellen. Wenn diese Hypothese richtig ist, werden die Forscher Gewebe in der Nähe von Tumoren bei Mäusen und Menschen untersuchen, um diese schwach adhärenten Zellen nachzuweisen und ihre Konzentration mit krebsfreien Überlebenszeiten für Patienten zu korrelieren.

"Wenn wir eine Korrelation zwischen einer geringen Anzahl schwach adhärenter Tumorzellen im Gewebe, das einen Tumor umgibt, und langen krebsfreien Überlebenszeiten finden, glauben wir, dass dies als Indikator für das metastatische Potential des Tumors des Patienten dienen könnte", heißt es in der Studie. Autor Pranjali Beri, Ph.D. Student im Engler Labor an der Universität von Kalifornien, San Diego.

In Zukunft könnten Kliniker dieses Gerät verwenden, um Tumorbiopsien zu untersuchen und die Wahrscheinlichkeit von Metastasen abzuschätzen. Anhand dieser Informationen könnten sie beurteilen, ob Patienten in früheren Krankheitsstadien eine aggressivere Behandlung benötigen. "Die Patienten sollten jedoch erkennen, dass das Timing für diese Ergebnisse, die sogar die ersten klinischen Studien betreffen, mehrere Jahre entfernt ist", sagt Engler.

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