Новая техника, использующая миниатюрные эластичные шарики, заполненные флуоресцентными наночастицами, нацелена на расширение понимания механических сил, существующих между клетками. Команда, возглавляемая специалистами ил Иллинойского университета, протестировала ее на культурах в чашке Петри и живых организмах.
Исследование представлено в Nature Communications. Оно может помочь в раскрытии некоторых секретов, связанных с эмбриональным развитием, стволовыми раковыми клетками и структурами, отвечающими за повторное появление опухоли.
Ученые годами старались рассчитать силы, толкающие, тянущие и сжимающие клетки в течение их жизни. Доступные инструменты были недостаточно компактными или чувствительными для улавливания мелких движений, сообщает eurekalert.org. Исследование показало, что эти силы играют фундаментальную роль в клеточной физиологии.
«Поместите одну клетку в чашку Петри, и она долго не протянет, даже при наличии нужных питательных веществ, — сказал профессор Нин Ванг, лидер группы. – Клетки не смогут сформировать ткань из-за отсутствия поддержки или каркаса».
В процессе роста и размножения, элементы воздействуют друг на друга, борясь за пространство. Исследователи выяснили, что, если они впрыснут эластичные сферы эмбрионам данио на ранних этапах развития и колониям мышиных клеток меланомы, они будут подвергаться влиянию тех же сил.
«Образцам такое вторжение не помешало, — сказал Ванг. – Сферы сделаны из нетоксичного микрогеля. Клетки их толкали, но структуры, похоже, не вмешивались в их развитие».
Флуоресцентный заполнитель позволил измерить движение сфер при сжатии и, следовательно, прилагаемое давление. Технология позволила исследователям впервые определить значения всех 3 типов сил: сжатия, натяжения и сдвига, во всех трех направлениях.
«Этот навык может стать важным инструментом в исследовании рака», — сказал Ванг.
Команда выяснила, что в образце меланомы, при размножении клеток от 1 до 100-200, не увеличивается напряжение сжатия.
«Мы думали, что раковые структуры будут создавать большее давление на этой ранней стадии роста при увеличении массы опухоли, как мы наблюдали в эмбрионе данио. Но этого не произошло. Мы подозреваем, что клетки начинают распространяться или метастазировать сразу после этого этапа», — сказал Ванг.
Ваше мнение