Исследовательская группа из Сеченовского Университета вместе с коллегами из Приволжского исследовательского медицинского университета и других ведущих институтов обнаружила уникальные физические изменения, происходящие в клетках молочной железы при злокачественных процессах. Оказалось, что опухолевые клетки не только отличаются по своим биохимическим параметрам, но и имеют иные механические свойства по сравнению с нормальными клетками.
Как изменяются клетки при опухолевой трансформации
При развитии рака молочной железы становится заметно, что клетки опухоли приобретают большую мягкость и становятся более гибкими, легко меняющими свою форму. Одновременно клеточная мембрана таких клеток становится более вязкой и плотной по сравнению с нормой. Эти открытия дают ученым новые ориентиры для лучшего понимания поведения раковых клеток.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Научный коллектив тщательно сравнил механические свойства обычных эпителиальных клеток и клеток, подвергшихся злокачественным изменениям. Для определения упругости клеток были использованы передовые методы, такие как атомно-силовая микроскопия, а для анализа вязкости клеточных мембран — флуоресцентная микроскопия и масс-спектрометрия для оценки состава липидов.
Важность механических характеристик мембраны
Научному миру хорошо известно, что увеличение мягкости опухолевых клеток давно признано одним из диагностических признаков. В предыдущих работах внимание акцентировалось преимущественно на показателях жесткости клетки, зависящей от структуры цитоскелета — внутреннего каркаса клетки. Однако в новом исследовании было уделено внимание еще и механическим свойствам мембраны — в частности, её вязкости, что раньше практически не изучалось.
Юрий Ефремов, заведующий отделом современных биоматериалов Института регенеративной медицины Сеченовского Университета, отмечает — понимание корреляции между вязкостью мембраны и общей жесткостью клетки может существенно переработать диагностические подходы в онкологии, повысить точность и обеспечить лучшие прогностические возможности при постановке диагноза и планировании лечения.
Преобразования цитоскелета и мембраны в раковых клетках
Выяснилось, что у раковых клеток цитоскелет становится менее организованным, что лишает клетку значительной части её прочности, делая её податливой к деформациям. Это явление облегчает клеткам процесс миграции и проникновения в соседние ткани, способствуя распространению опухолевого процесса.
Мембраны же, напротив, приобретают плотность и вязкость, что связано с увеличением насыщенных жирных кислот, а также сфингомиелина в составе липидов мембраны. Уменьшение содержания полиненасыщенных жирных кислот снижает текучесть оболочки клетки, делая её стабильнее и лучше адаптированной к неблагоприятным условиям окружающей среды.
Практическое значение новых открытий
Новое сочетание внутренних и поверхностных свойств придает опухолевым клеткам дополнительное преимущество — с одной стороны, мягкость внутреннего строения клеток способствует их быстрому передвижению, а с другой — плотная мембрана поддерживает важные сигнальные платформы, необходимые для адаптации и выживания в агрессивном микроокружении.
Эти данные открывают новые возможности для фундаментального понимания того, как формируется и развивается опухоль по физическим характеристикам клеток. В будущем планируется перенос исследований на трехмерные клеточные культуры, которые еще полнее имитируют жизненные условия организма. Подобные исследования особенностей физических свойств злокачественных клеток могут стать фундаментом для создания более точных методов диагностики и разработки инновационных способов лечения.
Позитивные перспективы развития диагностики и терапии
Расширение нашего знания о механических характеристиках клеток и самой оболочки формирует совершенно новые горизонты для медицины. Оптимизм внушает то, что эти открытия уже способствуют проектированию эффективных диагностических и терапевтических технологий, способных значительно изменить подход к лечению рака молочной железы в ближайшие годы.
Источник: indicator.ru
