Ny informasjon om en sammenheng mellom veksten av blodkar kritisk til spredning av kreft og kobber i kroppen vår har blitt oppdaget av forskere fra US Department of Energy i Argonne National Laboratory og University of Chicago , bruker beamline på Advanced Photon kilde.
Økende nye blodkar fra eksisterende - en prosess som kalles angiogenese - er viktig i vekst, utvikling og sårtilheling. Men det gjør det også mulig spredning av svulster i hele kroppen, så forskere har vært scrambling etter måter å stoppe angiogenese i kampen mot kreft.
Ett element kritisk til blodkar vekst er kobber, et viktig næringsstoff som spiller viktige roller i mange livsprosesser. Forbindelser som reduserer kobber i kroppen uten å forstyrre kroppens normale funksjoner kan hemme veksten av blodkar - og noen av disse forbindelsene er selv i kliniske studier for bruk i kreftbehandling. Likevel har det biologiske grunnlaget for denne følsomheten av angiogenese til kobber vært en gåte.
På jakt etter et svar, har forskere fra biovitenskap og X-ray Science divisjonene ved Argonne og Institutt for indremedisin, Seksjon for hematologi / Oncology, ved University of Chicago, brukte røntgen fluorescens mikrosonde bildebehandling på Advanced Photon Source på Argonne, den vestlige halvkule mest briljante kilde av røntgenstråler for forskning. The X-stråler tillot forskerne å se på fordelingen av kobber i både en celle modell av angiogenese og deler av bryst svulstvev rik på blodkar.
"Vi fant at cellene gjennomgår angiogenese viser en fordeling av deres cellulære kobber som er helt forskjellig fra andre celler," sa Argonne biolog og hovedforfatter Lydia Finney. "Denne oppdagelsen kan bidra til å forklare hvordan kobber-reduserende kreftbehandling gjerninger." Funnene er rapportert i dagens utgave av Proceedings of National Academy of Sciences, eller PNAS.
"Vi startet vår studie," Finney forklarte, "ved å undersøke en modell av angiogenese som bruker menneskelige mikrovaskulære endotelceller å danne kapillær-lignende strukturer innen ca åtte timer for å bli stimulert med spesifikke vekstfaktorer. Vi deretter undersøkt fordelingen av elementene i disse strukturer ved hjelp av bildebehandling ressurser. "
Den APS spilte en sentral rolle i forskningen. Den spesielle APS beamline Finney og hennes kolleger brukte sysselsetter spesialisert optikk å fokusere sammenhengende X-stråler til sub-mikrometer spot størrelser, der prøven er raster skannet (skanning fra side til side, topp til bunn). Ved å samle slippes fluorescens spektra ved hvert punkt med en energi-dispersive detektor, fikk forskerne bilder viser konsentrasjonen og romlige fordelingen av mange elementer, blant annet fosfor, svovel, jern, kobber og sink. Overliggende disse elementære kartene inn optiske bilder av cellene, Finney og hennes kolleger så korrelert elemental innhold med cellulære strukturer.