La nuova tecnica di analisi sulla base di immagini contribuisce meglio ad identificare e distinguere fra due tipi della cellula tumorale

I ricercatori di Brown University hanno sviluppato una nuova tecnica di analisi sulla base di immagini per distinguere due tipi chiave della cellula tumorale connessi con la progressione del tumore. L'approccio potrebbe aiutare nella selezione preclinica delle droghe di cancro e fare luce su una metamorfosi cellulare che è associata con i cancri più maligni e più resistenti alla droga.

La transizione epiteliale-mesenchymal, o EMT, è un trattamento tramite cui le celle epiteliali più docili trasformano nelle celle mesenchymal più aggressive. I tumori con gli più alti numeri delle celle mesenchymal sono spesso più maligni e più resistenti alle terapie farmacologiche. La rappresentazione microscopica delle nuove associazioni di tecnica con un algoritmo di apprendimento automatico da identificare e distinguere meglio fra la cella due digita dentro i campioni del laboratorio.

“Sappiamo che ci sono questi tipi differenti delle cellule che interagiscono all'interno dei tumori e che la terapeutica può mirare diversamente a queste celle,„ abbiamo detto Susan Leggett, uno studente di laurea nel programma del laureato del pathobiology di Brown e autore principale di un documento che descrive la tecnica. “Abbiamo sviluppato un modello che può selezionare questi tipi delle cellule automaticamente ed in un modo imparziale. Pensiamo che questo potrebbe aiutarci meglio a capire come questi tipi differenti delle cellule reagiscono al trattamento della droga.„

La tecnica è descritta in un articolo pubblicato nella biologia integrante.

In linea generale, i due tipi delle cellule possono essere distinguibili dalle loro forme. Le celle epiteliali sono più compatte nell'aspetto, mentre le celle mesenchymal sembrano più prolungate ed esili, sia nel loro aspetto globale che nell'aspetto dei loro nuclei.

“Non è duro distinguere i due nelle istanze più estreme,„ ha detto Ian Y. Wong, assistente universitario di assistenza tecnica a Brown e l'autore senior della ricerca. “Ma a volte le differenze di forma sono sottili e per gli esseri umani può essere duro riconoscere la differenza, che rende categorizzando i due un bit arbitrario. L'innovazione qui è che possiamo preparare un computer per selezionare quelle variazioni più sottili.„

Che prepararsi è stata fatta utilizzando una linea cellulare epiteliale, coltivata in una capsula di Petri, che servisce da modello per cancro al seno umano. I ricercatori hanno attivato un fattore di trascrizione chiamato Snail che è ben nota indurre queste celle a subire rapidamente un modulo estremo di EMT. Quelle celle, imaged prima e dopo la transizione, servita da insieme di addestramento per insegnare all'algoritmo per distinguere fra i due tipi delle cellule.

I ricercatori hanno indicato che, dopo la formazione, l'algoritmo poteva categorizzare le diverse celle come epiteliale o mesenchymal con più maggior di 92 per cento di accuratezza.

Il gruppo poi ha usato l'algoritmo per analizzare gli insiemi delle celle che subiscono EMT avviato dal pozzo di vie più di meno studiato che quello utilizzato nell'insieme di addestramento. Hanno curato le celle epiteliali con un composto chiamato TGF-beta1, che promuove la crescita rapida delle cellule ed egualmente è pensato per indurre EMT. Hanno indicato che il fattore di crescita ha indotto più lentamente EMT di nell'insieme di addestramento ed hanno prodotto i cambiamenti nella forma delle cellule che erano più sottili. Eppure, l'algoritmo poteva classificare le celle dopo EMT con un alto livello di fiducia.

In un terzo esperimento, i ricercatori hanno esaminato le celle epiteliali curate con la droga Taxol della chemioterapia. La ricerca recente ha suggerito che Taxol ed altre droghe, una volta consegnati nelle dosi subletali, potrebbero indurre EMT nelle celle che non riescono ad uccidere. In quel modo, le droghe possono realmente innescare i tumori per diventare più resistenti alla droga.

L'esperimento ha trovato che mentre Taxol subletale ha creato un intervallo della cella modella, più di 70 per cento di quelli potrebbero essere classificati dall'algoritmo come mesenchymal.

È un'individuazione preliminare che richiederà molto più studio completamente di capire, Wong dice. Ma potrebbe fare luce su come i tumori diventano resistenti a Taxol e ad altre droghe.

“L'acquisizione di farmacoresistenza e della ricaduta successiva del tumore rimane capita male,„ Wong dice. “Questo lavoro suggerisce che EMT potrebbe essere un meccanismo attraverso cui i tumori diventano più resistenti.„

Con il più sviluppo, i ricercatori ritengono che la loro tecnica potrebbe fornire i nuovi mezzi per schermare l'efficacia delle droghe di cancro.

“Quando sigliamo la prova di laboratorio delle droghe, mettiamo le celle su una lastra grossa, applichiamo la droga e vediamo che vite e che dadi,„ Wong ha detto. “Questo potrebbe fornirci una maschera più sfumata degli effetti della droga e ci aiuta a vedere se le dosi subletali possono innescare le celle per la resistenza.„

Wong dice che un altro risultato intrigante dallo studio era che mentre l'algoritmo ha categorizzato la maggior parte delle celle con alta fiducia, circa 10 per cento delle celle in ciascuno dei gruppi sperimentali sono sembrato sfidare la categorizzazione. È possibile, i ricercatori dicono, che questo indica un tipo intermedio delle cellule che è da qualche parte fra epiteliale e mesenchymal.

“La gente si è domandata se ci potessero essere più di due tipi delle cellule di interessi,„ Wong ha detto. “Non possiamo dire di sicuro a questo punto, ma potremmo prendere un terzo tipo. Quello è qualcosa che esaminiamo nei lavori futuri.„

Source:

Brown University