En ingenjör vid Washington University i St Louis upptäckte en modell där mekaniken i cellernas miljö kan förutsäga deras rörelse, ett fynd som i slutändan kan innebära att cellövergången begränsas i tumörer och potentiellt gör cancer till "en betydligt mindre dödlig sjukdom, ", sa den ledande forskaren.
Amit Pathak, biträdande professor i maskinteknik vid School of Engineering &Applied Science, fann att en cellövergångsprocess som är inblandad i tumörmetastaser påverkas av cellernas miljö.
I ny forskning publicerad i Biofysisk tidskrift , Pathak använde beräkningsmodellering för att visa att epitelceller är mer benägna att bryta av från sina kluster i en begränsad miljö, i antingen stel eller mjuk vävnad. Pathaks modell är den första som visar att olika mekaniska egenskaper hos den extracellulära matrisen kan förutsäga tillståndet hos cellkluster av definierade former och storlekar.
Epiteliala celler, som finns i blodkärl och i slemhinnan i olika organ i kroppen, kan förändras till mesenkymala celler, som är viktiga för både embryonal utveckling och cancermetastaser. I tidigare forskning, publicerad i Vetenskapliga rapporter , Pathak och Samila Nasrollahi, doktorand i maskinteknik, visade att ju styvare vävnader, desto mer sannolikt kommer en process som kallas epitel-till-mesenkymal övergång (EMT) att äga rum.
Förvånande, EMT går upp när cellkluster är begränsade i 3D-miljöer, jämfört med standard 2-D cellodlingsbetingelser. EMT spelar in i utvecklingen av embryon, när epitelceller bryter ut ur kluster och övergår till mesenkymala celler för att hjälpa organutvecklingen. Dock, det är också en avgörande process vid cancermetastaser, sa Pathak.
"I cancer, om tumörceller inte deklusterar och flyr, det är ett gynnsamt scenario eftersom tumören kommer att stanna på ett ställe, sade Pathak, vars labb studerar mekanobiologi, eller skärningspunkten mellan mekanik och biologi. "Men när en cancercell rör sig och lämnar tumören, den går till ett annat ställe och befolkar nya tumörer. Om vi kan stoppa EMT-processen precis vid primärtumören, då kommer cancer att vara en betydligt mindre dödlig sjukdom."
