Біофізики розібралися з тим, як живі ракові клітини можуть потрапляти в сусідні тканини через надзвичайно вузькі щілини між клітинами, — проштовхуючи себе вперед та протягуючи решту клітини за собою. Це показало дослідження на клітинах у гідрогелі з надзвичайно вузькими порами, які іноді були меншими за середній розмір ядра клітин. Його результати розкажуть більше про утворення метастаз, коли раковим клітинам вдається прослизнути між клітинами та волокнами міжклітинної речовини й осісти в сусідніх органах. Результатами дослідження поділилися в журналі Science Advances.
Епітеліальні ракові клітини. Cloelia Andronicus / Getty Images
Як клітини рухалися в симульованих умовах організму?
Дослідження пересування клітин раку шкіри людини у гідрогелі показало, що перемиканню між двома способами руху, тобто проштовхуванням і протягуванням, сприяли зміни в будові цитоскелета — компонентів клітини, які підтримують її форму та забезпечують рух. Під час проходження через надзвичайно вузькі пори форма ядра від витягнутої переходила до стиснутої, а його об’єм зменшувався аж на 11 відсотків.
Швидкість руху клітини залежала від ширини пори не лінійно, тобто не завжди більший розмір пори означав більшу швидкість. Насправді за ширини, більшої за розмір ядра, швидкість руху та частота переходів між проштовхуванням та протягуванням збільшувалися, коли зменшувалася ширина пори. Але щойно ширина пори ставала меншою за розмір ядра, рух клітини знову сповільнювався. У майбутньому науковці планують краще дослідити рух клітин різних типів, що допоможе краще зрозуміти розповсюдження метастаз раку, процеси загоєння ран та потрапляння клітин імунної системи в тканини та кров’яне русло.
Як ще гідрогель використовують в медицині
🧫 Науковці застосували гідрогель, щоб законсервувати тканини молочних залоз, — так планують вивчати розвиток раку та розробляти ліки від нього без використання тварин як піддослідних.
🦵 Синтетичний цвіттер-іонний гідрогель дослідники поєднали з природним матеріалом колагеном, щоб створити каркас для відновлення суглобових хрящів.
🧠 Як підтримку для відновлення нейронів американські науковці також використали гідрогель, який сприяє регенерації нейронів та росту нових судин у ділянці пошкодження мозку після травми.