Метастазы в микрочипе

Для метастазов создали «тренировочную камеру»

Кирилл Стасевич, Компьюлента

Мы довольно много знаем о том, как рак образует метастазы, но обычно метастазирование исследуют «в общем», обращая внимание в первую очередь на те его особенности, которые есть у любого вида опухоли. Однако рак расселяется в самые разные ткани: в печень, в кости, в лёгкие и т. д., и было бы странно полагать, что в каждом случае метастазы ведут себя одинаково.

Но как изучать особенности проникновения метастазов, к примеру, в костную ткань? Исследователи из Массачусетского технологического института (США) вместе с коллегами из Италии и Южной Кореи создали для этого имитирующий костную ткань с сосудами микрочип, в который можно запускать раковые клетки и наблюдать за их поведением.

Фото Jessie Jeon / MIT

Микрочип состоит из микроканалов, которые заполнены эпителиальными и костными клетками: так имитировался кровеносный сосуд, окружённый костью. В эндотелиальный «сосуд» вводили метастазные клетки рака груди, и спустя сутки можно было видеть, как злокачественные клетки переходили из эндотелиальной сосудистой части микрочипа в костную. Через пять дней они формировали микрокластеры, состоящие из нескольких десятков клеток: получалась микроопухоль.

Клетки кости (зелёные), эндотелия сосудов (красные) и опухоли (синие)
в метастазном микрочипе (фото Jessie Jeon / MIT).

Учёные попытались заодно выяснить, можно ли костно-клеточное окружение заменить простым коллагеновым матриксом. Выяснилось, что в такой матрикс раковые клетки идут вдвое хуже и далеко в него не заходят.

В журнале Biomaterials (Bersini et al., A microfluidic 3D in vitro model for specificity of breast cancer metastasis to bone) авторы пишут, что активность метастазных клеток зависела от белка CXCL5, выделяемого костными клетками, и от белка CXCR2, который сидит на мембранах раковых клеток и ловит CXCL5. Роль этих белков в метастазных процессах обсуждается давно, и в конце концов возникла необходимость выяснить, работает ли эта пара в каждом конкретном случае – например, при вселении рака в кость.

Когда исследователи блокировали активность ракового CXCR2 с помощь антител, метастазные клетки переставали проникать сквозь «кровеносный сосуд» в микрочиповую «кость». А когда CXCL5 вводили в коллагеновый матрикс, раковые клетки начинали рваться в него так, как будто там были настоящие костные клетки. По-видимому, если подействовать каким-нибудь лекарством на эти белки, можно в значительной степени подавить метастазирование опухоли.

Вообще, исследователи полагают, что их устройство сильно подвинет вперёд изучение метастазов, ведь с помощью микрочипа весь процесс можно наблюдать в трёхмерном виде и на всех стадиях внедрения клетки в новую ткань.

В будущем этот метод хотят приспособить к другим тканям. Так, известно, что в мышцы рак заходит неохотно, и учёные надеются с помощью своей разработки выяснить, почему.

Подготовлено по материалам MIT News: A microchip for metastasis.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
07.02.2014