Лучше животных моделей
В области исследований рака набирает популярность идея о том, что ученые могут остановить рост раковых клеток путем изменения внутри организма среды, в которой делятся раковые клетки. Чтобы проверить эту теорию, необходимо проводить сотни экспериментов на животных.
Исследователи Мичиганского технологического института задались целью заменить испытания на животных тестами на искусственных скаффолдах (каркасах) – пористых трехмерных средах для выращивания клеток.
Когда клетки растут, им, подобно фундаменту для дома, требуется каркас – внеклеточный матрикс (extracellular matrix, ECM). Чтобы изучить процесс роста клеток на ECM, исследователям нужен искусственный матрикс.
Синтетический ECM создается путем электроспиннинга – формования каркаса из полимеров (поликапролактона, поливинилиденфторида и полианилина), и, как показали ученые в данном исследовании, они более предпочтительны для исследований, чем использование клеток разных видов животных.
Кардиомиоциты крыс, культивируемые на синтетическом полимерном каркасе, демонстрировали рост, распространение и пролиферацию клеток по всей площади каркаса без каких-либо внешних химических или физических стимулов.
Большое внимание уделялось стандартизации процесса и использованию синтетических материалов, чтобы можно было сохранить химический состав каркаса, но изменить физическую структуру производимых волокон. Дело в том, что изменение типа полимера или добавление растворителей приводит к появлению большого количества факторов, которые могут повлиять на рост клеток на каркасах. Поэтому Смита Рао и ее коллеги сравнивали поведение отдельных клеточных линий на разных типах каркасов, изменяя только один физический фактор – напряжение, при котором полимер вращается. Они создавали каркасы разной формы – ячеистые, сетчатые или ровные.
Синтетический ячеистый поликапролактон-поливинилиденфторид-полианилиновый скаффолд.
Для проверки эффективности синтетических каркасов группа использовала четыре различные клеточные линии: нормальную ткань молочной железы (184B5) в качестве контроля, аденокарциному молочной железы (MCF-7), предраковую линию клеток (MCF10AneoT) и тройную отрицательную метастатическую аденокарциному молочной железы (MDA-MB-231).
С помощью полученной информации можно будет изучить, как метастазируют раковые клетки и почему неметастатические клетки становятся метастатическими, а также проследить пути передачи сигналов, которые превращают незлокачественные клетки в злокачественные.
Кроме того, работа дает основу для другой области исследования: в какой клеточной среде лучше всего растут злокачественные раковые клетки? Например, клетки тройного негативного рака молочной железы предпочитают ячеистые каркасы, тогда как клетки аденокарциномы лучше растут в сетчатых, а предраковые клетки – в ровных скаффолдах.
Полимерные каркасы не требует особой обработки или специфических температурных условий хранения. В будущем ученые смогут создать скаффолды требуемой формы, структуры и жесткости, чтобы окружение опухоли в теле человека стало максимально неподходящим для роста раковых клеток.
Статья S.N.Hanumantharao et al. Engineered three-dimensional scaffolds modulating fate of breast cancer cells using stiffness and morphology related cell adhesion опубликована в журналн IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Michigan Tech: Replacing Animal Testing with Synthetic Cell Scaffolds.