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Compreendendo como as células cancerosas interagem e colaboram para se reproduzir por metástese

As células cancerosas são conhecidas para migrar e colaborar para formar redes que função como as canalizações que fornecem o acesso aos nutrientes e aos vasos sanguíneos. Agora, os pesquisadores em Japão geraram estruturas em grande escala similares das células cancerosas no laboratório e ganharam assim uma compreensão melhor das forças subjacentes e de suas interacções.

Proliferando pilhas coopere frequentemente a fim formar estruturas em grande escala auto-benéficas; estes incluem biofilms bacterianos, monolayers epiteliais protectores ou mesmo umas configurações mais complexas tais como capilares endothelial. As pilhas malignos, em um processo chamado mimetismo vasculogenic, formam as estruturas que facilitam o acesso aos nutrientes para o crescimento do tumor e aos vasos sanguíneos para a metástase. Os mecanismos bioquímicos e biofísicos não são compreendida boa, porque este comportamento purposive era difícil de reproduzir experimental até aqui.

Em um estudo publicado no jornal biofísico em março de 2020, os pesquisadores da universidade de Osaka em colaboração com instituto de investigação avançado da TIC, o instituto nacional da informação e a tecnologia das comunicações (NICT), demonstraram a migração e a formação em grande escala da estrutura pelas células cancerosas crescidas na carcaça de Matrigel, e desenvolveram os modelos simulados simples que reproduzem suas observações.

A equipa de investigação cultivou primeiramente as pilhas HeLa, uma tensão epitelial-como de pilhas de cancro do colo do útero, em Matrigel, uma mistura gelatinosa da proteína que assemelha-se ao ambiente extracelular de muitos tecidos, e mostrou que as pilhas migram agressivelmente e formam estruturas em grande escala. Isto era previamente difícil de conseguir in vitro porque as pilhas HeLa são relativamente não-motile no vidro. Usando a imagem lactente do tempo-lapso analisaram os testes padrões da migração da pilha e determinaram as estruturas em grande escala com uma função de correlação do dois-ponto.

Nós observamos que mobilidade aumentada primeiramente exibida HeLa das pilhas em Matrigel, que diminuiu mais tarde depois que integrou em uma estrutura espacial distinta. Nós igualmente notamos que as pilhas HeLa na grande proximidade formaram pontes entre agregados da pilha, e que as estruturas estiveram formadas em uma maneira do dependente da pilha-densidade.”

Dr. Tokuko Haraguchi, investigador sénior em NICT

Para explicar estes resultados, os pesquisadores desenvolveram um modelo simulado em que as pilhas migram e interagem usando duas forças distintas: as forças remotas que actuam em uma distância com a deformação da carcaça, e o contacto forçam entre pilhas na proximidade física. Selectivamente permitindo estas forças, modelaram os três tipos de estruturas formadas--ilhas, rede-como estruturas e continentes--de acordo com a densidade de pilha.

Tadashi Nakano, autor principal, explica as implicações potenciais de seus resultados. As “células cancerosas podem confiar no mimetismo vasculogenic para a sobrevivência e proliferação,” diz. “Uma compreensão completa deste processo pode, pela manipulação dos parâmetros relevantes da densidade e da força de pilha, para inibir estes rede-como estruturas. Isto pode ter o grande potencial para o cancro de combate.”

Source:
Journal reference:

Nakano, T., et al. (2020) Roles of Remote and Contact Forces in Epithelial Cell Structure Formation. Biophysical Journal. doi.org/10.1016/j.bpj.2020.01.037.