El estudio muestra cómo las células cancerosas persiguen el camino hacia mayores concentraciones de oxígeno

Las células cancerosas necesitan el oxígeno sobrevivir, al igual que la mayoría de las otras formas de vida, pero los científicos nunca habían rastreado su búsqueda para el oxígeno en sus escenarios tempranos del incremento hasta ahora -- un paso hacia una comprensión más profunda de las extensiones de un cáncer de la manera que podrían ayudar a tratar la enfermedad.

En un papel publicado en línea por los procedimientos de la National Academy of Sciences, los bioengineers de la Universidad John Hopkins y la Universidad de Pensilvania casi denuncian resultados de su demostración del trabajo cómo las células del sarcoma en ratones persiguen un camino hacia mayores concentraciones de oxígeno, como si siguieran un mástil que ensanchaba de migajas de pan. Ese camino se sugiere para llevar las células a los vasos sanguíneos, a través de los cuales las células pueden extenderse a otras partes de la carrocería.

“Si usted piensa en objetivos terapéuticos, usted podría apuntar este proceso específicamente,” dijo a Sharon Gerecht, profesor en la escuela de los blancos de españa de la Universidad John Hopkins de la oficina técnica de la ingeniería química y biomolecular y un autor importante del estudio. Ella reconoció que el uso clínico es un camino largo lejos, pero dijo que estos resultados alcanzados después de tres años de estudio en su laboratorio ofrece pistas alrededor de una parte fundamental del ciclo vital de sarcomas de tejido blando y también de una manera probada de probar tratamientos contra el cáncer en el laboratorio.

El sarcoma es un cáncer que afecta al tejido conectivo, incluyendo los huesos, los músculos, los tendones, el cartílago, los nervios, la grasa y algunos vasos sanguíneos. El estudio se centró específicamente en el sarcoma suave que no afecta a los huesos, un tipo del tejido diagnosticado en unos 13.000 pacientes al año en los Estados Unidos. Áspero un cuarto a la mitad de esos pacientes desarrolla repetirse y extenderse, o extenderse por metástasis, cáncer.

Los cánceres de todas las clases se saben para prosperar con poco oxígeno, y los investigadores han observado el papel de condiciones con poco oxígeno en el revelado del tumor. El pozo entendido es menos cómo las células cancerosas responden a las concentraciones de oxígeno diversas en sus primeros tiempos. Ése era el foco de esta investigación.

Gerecht y sus siete co-autores - cuatro afiliados con Johns Hopkins, tres con Penn - millares rastreados de células cancerosas del primero tiempo tomadas de ratones como se movieron a través de un modelo del tejido corporal hecho del gel sin obstrucción en una placa de Petri. El hidrogel - un material a base de agua con el estado coherente de la gelatina - réplicas las células cancerosas circundantes del ambiente en tejido humano.

El parque mínimo de Kyung, entonces investigador postdoctoral en el laboratorio de Johns Hopkins, desarrolló el sistema de la célula del hidrogel-cáncer, y Daniel Lewis, estudiante de tercer ciclo de Johns Hopkins, migración y reacciones celulares analizadas a las concentraciones de oxígeno de levantamiento, o “gradientes.”

Para este experimento, los hidrogeles contuvieron concentraciones cada vez mayores de oxígeno de la parte inferior del hidrogel a la capa superior. Eso permitió que los investigadores rastrearan cómo las células cancerosas responden a diversos niveles de oxígeno, dentro de un tumor y dentro de tejidos de la carrocería.

El análisis de los tumores del sarcoma en ratones, por ejemplo, muestra que los tumores más grandes tienen una área extensa de muy con poco oxígeno en el centro. Tumores más pequeños tienen concentraciones de oxígeno diversas en todas partes.

El primer paso de los investigadores era mostrar que las células cancerosas emigran más en hidrogeles con poco oxígeno o “hipóxicos” con respecto a los hidrogeles que contienen tanto oxígeno como la atmósfera circundante. Entonces observaban la dirección del movimiento de la célula.

En el hidrogel, que imita las concentraciones de oxígeno en tumores más pequeños, las células fueron encontradas para moverse desde áreas de más con poco oxígeno a más arriba. Los investigadores también encontraron que el minoxidil de la medicación - ampliamente utilizado tratar baja de pelo y sabido por su nombre comercial Rogaine - paró el movimiento de células cancerosas a través del hidrogel.

Conocen a las células cancerosas para modificar su ambiente para hacerlo más fácil para que los se muevan a través de él, pero las tomas de este estudio que entendiendo un paso más lejos, Gerecht dijo.

“No sabíamos que era el oxígeno” que dirige efectivo el movimiento, ella dijo. “Está sugiriendo los primeros tiempos de las influencias del gradiente del oxígeno del proceso de la metástasis.”

El estudio también demuestra el modelo tridimensional del hidrogel como herramienta efectiva para probar tratamientos contra el cáncer en un laboratorio, los autores escribió. Gerecht dijo las células cancerosas de un paciente del ser humano podrían ser puestas en el hidrogel apenas mientras que eran las células del ratón, permitiendo que los clínicos consideren cómo responden antes de que los tratamientos se den a los pacientes.

Source:

Johns Hopkins University