В APL Bioengineering, изданном AIP Publishing, исследователи-биофизики из Университета Висконсина объясняют, как микроскопические дефекты в том, как выстраиваются здоровые клетки, могут влиять на то, насколько легко раковые клетки яичников проникают в ткани. Используя экспериментальную модель, в которой клеточный состав имитирует слизистую оболочку брюшной полости, группа обнаружила, что нарушения нормальной клеточной структуры, называемые топологическими дефектами, влияют на скорость инвазии опухолевых клеток.
"Моя лаборатория очень заинтересована в определении способов замедления метастазирования. Это исследование является захватывающим, потому что оно демонстрирует уникальную роль организации неопухолевых клеток, помогая или замедляя этот процесс », – сказала автор Памела Кригер. "Выявление факторов, которые регулируют эту организацию, может помочь нам в достижении нашей цели."
Топологические дефекты хорошо известны миру физики, от квантовой теории поля до космологических явлений, но только начинают находить применение в медицине и биологии.
Модель группы состояла из одного слоя здоровых клеток, называемых мезотелиальными клетками, преобладающим типом клеток, который покрывает структуры внутри брюшной полости, где часто метастазирует рак яичников.
«Обычный способ заполнить пространство – это сотовая упаковка, в которой каждая« ячейка »будет почти сферической», – сказал автор Джейкоб Нотбом. "Но в нашем случае мезотелиальные клетки были удлиненными, что делало сотовую упаковку невозможной."
Такое удлинение привело к появлению областей с хорошо упорядоченными слоями ячеек и оставило другие области с дефектами выравнивания, что привело к топологическим дефектам. Эти недостатки в этом выравнивании были связаны с множеством микроскопических влияний, включая изменение плотности клеток, движения и сил.
Они высевали раковые клетки яичников поверх слоя мезотелиальных клеток и сравнили, какое влияние оказывает расположение мезотелиальных клеток на то, как опухолевые клетки проходят через этот барьер.
Паттерны потока клеток были разными вблизи дефектов, при этом некоторые дефекты вызывали поток клеток внутрь, к центру дефекта. В этих местах внутреннего потока раковые клетки проходят через мезотелиальный барьер медленнее.
Помимо изучения влияния топографической организации на метастазирование раковых клеток, группа стремится исследовать причину топологических дефектов в надежде найти способы направить формирование клеточного паттерна в таких применениях, как тканевая инженерия.