Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Het mechanische geheugen van cellen kan aanwijzingen bevatten voor uitzaaiingen van kanker

Anonim

In het lichaam bewegen cellen zich tijdens de ontwikkeling om organen te vormen; om wonden te helen; en wanneer ze uitzaaien van kankertumoren. Een werktuigbouwkundig ingenieur aan de Washington University in St. Louis ontdekte dat cellen de eigenschappen die ze in hun eerste omgeving hadden, verschillende dagen onthouden nadat ze naar een ander zijn overgegaan in een proces dat mechanisch geheugen wordt genoemd.

advertentie


Amit Pathak, assistent-professor werktuigbouwkunde en materiaalkunde aan de School of Engineering & Applied Science, bracht drie jaar door met behulp van mechanobiologie en materiaalkunde om antwoorden op deze vragen te vinden: als cellen in de ene omgeving zitten en naar een andere overgaan, onthouden ze het dan de eerste en erven ze elk van de eigenschappen van de eerste omgeving. "Cellen zijn goed in aanpassing aan de omgeving", zei Pathak. "Wanneer mensen veel geheugen opslaan, kunnen ze zich minder aanpassen aan nieuwe situaties. Als je geheugen verwijdert, ben je meer aanpasbaar. Dat is wat ik denk dat deze cellen aan het doen zijn. Als ze veel geheugen hebben van hun verleden omgeving, zijn minder aanpasbaar aan de nieuwe. "

Om zijn hypothese te bewijzen, heeft Pathak een apparaat gemaakt waarmee hij kan meten hoe lang het geheugen van de cellen in de nieuwe omgeving blijft bestaan. Het apparaat, waarvoor een Amerikaans octrooi is aangevraagd, heeft twee zijden die worden gedeeld door een barrière. Samila Nasrollahi, een afgestudeerde student in Pathak's lab, plaatste cellen in de stijve kant van het apparaat, een vergelijkbare omgeving als een kwaadaardige tumor. Na een paar dagen verwijderde ze de barrière en de cellen vielen snel de andere kant van het apparaat binnen, wat een zachte omgeving is. Bovendien ontdekten ze dat de cellen de eigenschappen die ze hadden in de stijve omgeving drie dagen in de nieuwe omgeving hadden behouden door het behouden van het YAP-gen in de kernen. Het YAP-gen wordt geamplificeerd in humane kankers.

"Het verwijderen van de barrière zou vergelijkbaar kunnen zijn met het proces van kankercellen die uit de primaire tumor ontsnappen door het omringende weefsel te doorbreken, wat de genese is van metastase, " zei Pathak.

Pathak zegt dat het apparaat een tumoromgeving in het lichaam nabootst.

"Dit is een antwoord op een van de cruciale vragen bij een tumorinvasie, " zei Pathak. "Als de tumorcel een zeer stijve actieve omgeving verlaat en naar zacht omringend weefsel gaat, waarom stoppen ze daar dan niet, omdat bekend is dat een zachte micro-omgeving de migratie vertraagt?"

In toekomstig onderzoek zal Pathak nader ingaan op de invasie van borsttumoren met Longmore, die primaire borstkankercellen uit zijn laboratorium zal leveren om getest te worden in het Pathak-apparaat. Deze nieuwe onderzoeksrichting werd onlangs gefinancierd door het Siteman Cancer Center in het Barnes-Jewish Hospital en de Washington University School of Medicine. Pathak werkt samen met het Office of Technology Management van de universiteit om het apparaat te patenteren.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door Washington University in St. Louis . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Samila Nasrollahi, Christopher Walter, Andrew J. Loza, Gregory V. Schimizzi, Gregory D. Longmore, Amit Pathak. Past matrixstijfheid primeert epitheliale cellen en reguleert hun toekomstige collectieve migratie door een mechanisch geheugen . Biomaterialen, 2017; 146: 146 DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2017.09.012