logo

Пользовательского поиска

Sunday 18th of November 2018

Кремниевые микроустройства прогнозируют метастазирование рака молочной железы

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
17.01.2011 21:49

 

 

Исследование, проведенное инженерами и онкологами Вирджинского политехнического института (Virginia Polytechnic Institute,Virginia Tech), показывает, что использование специальных кремниевых микроустройств может стать новым методом скрининга способности клеток рака молочной железы к метастазированию. Работа описана в двух статьях в журнале Biomaterials.

2

 

Директор лаборатории микроэлектромеханических систем Virginia Tech Масуд Ага (Masoud Agah). Он использует свое инженерное мастерство для исследования рака груди. (Фото: eng.vt.edu)

 

 


Клеточный цитоскелет определяет форму клетки и ее механические свойства, объясняет Масуд Ага (Masoud Agah), директор лаборатории микроэлектромеханических систем (MEMS) Вирджинского политехнического института. Любое изменение в структуре цитоскелета оказывает влияние на взаимодействие клеток с их микроокружением. Биологические события в нормальных клетках, такие как эмбриональное развитие, рост и репарация тканей, а также иммунные реакции и подвижность и инвазивность раковых клеток зависят от реорганизации цитоскелета.

Понимание того, как клетка взаимодействует с окружающей ее средой в организме человека, включая ее реакцию на введение лекарств, является одним из фундаментальных вопросов биологии. Ответы на него могут повлиять на диагностику и лечение рака, а также на развитие тканевой инженерии.

В предыдущих экспериментах в этой области клетки уже подвергались воздействию механических, химических и трехмерных топографических раздражителей. Ученые записывают различные ответные реакции клеток с точки зрения их миграции, роста и способности к адгезии. Кроме того, созданы точные микро- и нанотопографические и химические модели подложек, имитирующие in vivo микроокружение, используемые в биологических и медицинских приложениях.

Для своих экспериментов Масуд Ага и его коллеги разработали специфические трехмерные кремниевые микроструктуры. Используя изогнутые изотропные поверхности, им удалось охарактеризовать и сравнить рост и адгезию нормальных фибробластов и метастатических клеток рака молочной железы человека.

«При инвазивной карциноме молочной железы опухолевые клетки заполняют молочный проток и базальную мембрану», - пишут исследователи. Это позволяет клеткам карциномы находиться в непосредственной близости от фибробластов ткани молочной железы, составляя «критический патобиологический переход, ведущий к прогрессии заболевания».

Используя свою уникальную трехмерную кремниевую микроструктуру, ученые инкорпорировали в нее три ключевых клеточных компонента, встречающиеся в любом микроокружении опухоли груди. Кроме того, им удалось в деталях определить взаимодействие клеток в этой среде, включая трех главных участников этих событий - нормальные клетки железы, метастатические опухолевые клетки и фибробласты.

Понимание поведения клеток в микроструктуре позволяет ученым надеяться на то, что их исследование «поможет найти важные диагностические и прогностические маркеры, уникальные для этого вида опухоли, которые в конечном итоге могут быть использованы для разработки новых методов диагностики и лечения рака».

На основе полученных ранее результатов Ага и его коллеги изучили механизм действия уникального экспериментального противоракового препарата SAHA, используя свою трехмерную кремниевую микроструктуру. SAHA, известный также как Vorinostat, – первый препарат такого типа, одобренный FDA (Food and Drug Administration) США для клинического применения при лечении рака.

В отличие от большинства цитотоксических химиотерапевтических препаратов, мишенью которых является ДНК раковых клеток, уникальные свойства SAHA заключаются в способности подавлять семейство ферментов, называемых гистоновыми деацетилазами. Эти ферменты, как известно, повышают уровень ацетилирования многих белков, включая бета-актин, альфа- и бета-тубулин и дополнительные связывающие актин белки, составляющие цитоскелет.

«Роль препаратов, подобных SAHA, в контроле над метастазированием раковых клеток только начинает проясняться», - объясняет соавтор исследования Жаннин Штробль (Jeannine Strobl). «Однако наша работа показывает, что SAHA вызывает очень характерные изменения цитоскелета именно метастазирующих клеток рака молочной железы, что может стать инструментом для прогнозирования, какие из находящихся в смеси клеток, возможно, имеют способность к метастазированию».

Подвижность, включающая в себя координированные действия актина и других белков цитоскелета, является «одним из признаков метастазирующих раковых клеток», объясняет Ага. При развитии метастазов исход заболевания, как правило, является фатальным.

Ученые установили, что SAHA заставляет раковые клетки, в отличие от нормальных, растягиваться и прикрепляться к микроструктурам с помощью богатых актином выростов. Такой результат позволил исследователям прийти к заключению, что «полученные изотропным травлением кремниевые микроструктуры являются микросредами, способными различать клетки рака груди с реорганизованными антиканцерогенным препаратом SAHA элементами цитоскелета».

Работа ученых из Virginia Tech является первой в этой области, направленной на использование микроустройств для изучения этого нового класса противораковых препаратов.

 

 

По материалам

Early investigations by Virginia Tech engineers show promise for detecting metastatic breast cancer cells

 

Аннотации к статьям

Actions of the anti-cancer drug suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) on human breast cancer cytoarchitecture in silicon microstructures

The cytoskeletal organization of breast carcinoma and fibroblast cells inside three dimensional (3-D) isotropic silicon microstructures

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday639
mod_vvisit_counterYesterday978
mod_vvisit_counterThis week639
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month14325
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4183355

We have: 111 guests, 13 bots online
Your IP: 54.82.79.137
 , 
Today: Ноя 18, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.