Forskare har tagit fram några av de mest detaljerade kartläggningsbilderna av bröstcancerceller som någonsin setts som en del av ny forskning vid University of Lincoln, STORBRITANNIEN, syftar till att förbättra förståelsen för de biologiska egenskaperna som driver sjukdomen.
Arbetet involverade två banbrytande metoder för att undersöka strukturen och elasticiteten hos bröstcancerceller och resultaten kan nu informera framtida cancerbehandlingar, genom att främja vår förståelse för hur cellerna bildas och hur detta påverkar deras rörelser.
Utförd av experter inom biomekanik från School of Life Sciences vid University of Lincoln och Istituto Officina dei Materiali (IOM) från Italiens nationella forskningsråd i Triestethe, Italien, studien undersökte styvheten hos tre olika linjer av bröstcancerceller.
De mekaniska egenskaperna hos celler kan mätas genom deras elasticitet, vilket ger en indikation på deras inre strukturer. Det är redan känt att cancerceller ibland är mjukare och därför lättare deformeras än icke-tumörceller, och att detta så småningom leder till deras ökade förmåga att infiltrera vävnader och spridas från den primära tumören för att etablera sekundära platser. "Metastatiska" cancerceller är de som migrerar till andra delar av kroppen. Ju mindre styva cellerna, desto lättare är det för dem att ta sig bort från den ursprungliga tumören.
Denna nya forskning informerar en arbetsgrupp som undersöker om det finns en viss tröskel för cellstruktur, varefter det är mer sannolikt att cancer sprids.
Dr Enrico Ferrari, Universitetslektor i livsvetenskap vid University of Lincoln, förklarade:"Hos kvinnor runt om i världen, bröstcancer är den vanligaste tumören, och metastaser är i sin tur den vanligaste orsaken till komplikationer hos bröstcancerpatienter. Det är därför helt avgörande att vi, som forskare, samla in så mycket information som möjligt för att informera om behandlingen av denna sjukdom.
"Vår forskning undersökte tre olika cancercellinjer, som alla hade olika nivåer av aggression och metastatisk potential. Vi använde två extremt noggranna metoder för att ta fram grundliga karakteriseringar av de mekaniska egenskaperna hos bröstcancercellerna, och vi hoppas att dessa kommer att vara till nytta för att hjälpa vår förståelse av de underliggande molekylära händelserna som leder till metastaser. "
Denna studie tittade främst på området i mitten av cellkroppen, vilket är nyckeln till att förstå cellelasticitet. Mycket tidigare forskning har fokuserat på cellens periferi eftersom dessa områden är enklare att analysera, fast inte lika informativt.
Forskarna använde två tekniker för att mäta elasticitet vid hundratals punkter över cellerna och producerade detaljerade kartor med hjälp av resultaten, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nanoteknik . Den första tekniken är känd som Atomic Force Microscopy (AFM), som genomfördes i Lincoln, och den andra är optisk pincettmikroskopi (OTM), som utfördes på samma cellinjer av forskare i Italien.
Verkar på nanoskala, AFM -metoden innebar att sondera olika punkter i cellen med en extremt liten spets och mjukt mäta deformationen av membranet utan att punktera den. Mätvärdena användes för att skapa en exakt karta över cellens styvhet. Sondens minutstorlek innebar att de resulterande kartorna visar några av de högsta upplösningarna som någonsin setts inom detta forskningsområde.
OTM -metoden involverade en mikrosfär av glas som svävar ovanför cellens yta, hålls på plats med en laser. Eftersom dess placering manipuleras av ljus, det är en ännu mer skonsam metod för att mäta elasticitet.
Forskarna kombinerade resultaten av båda metoderna och som förväntat, de fann att de basala bröstcancercellerna var mjukare än deras normala motsvarighet och den mindre aggressiva luminala bröstcancercellinjen, återspeglar deras potential att infiltrera andra vävnader, som leder till metastaser.
De tekniker som används och de slutsatser som dras kommer nu att bidra till en bredare förståelse av cancerbiomekanik och till det slutliga målet att bedöma cellers potential att leda till metastaser genom att överväga mekaniska ledtrådar.
