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Entendiendo cómo las células cancerosas obran recíprocamente y colaboran para extenderse por metástasis

Conocen a las células cancerosas para emigrar y para colaborar para formar redes que función como las tuberías que ofrecen el acceso a los alimentos y a los vasos sanguíneos. Ahora, los investigadores en Japón han generado las estructuras en grande similares de las células cancerosas en el laboratorio y han ganado así una mejor comprensión de las fuerzas subyacentes y de sus acciones recíprocas.

Las células de la proliferación cooperan a menudo para formar las estructuras en grande uno mismo-beneficiosas; éstos incluyen biofilms bacterianos, capas monomoleculares epiteliales protectoras o aún configuraciones más complejas tales como capilares endoteliales. Las células malas, en un proceso llamado la mímica vasculogenic, forman las estructuras que facilitan el acceso a los alimentos para el incremento del tumor y a los vasos sanguíneos para la metástasis. Los mecanismos bioquímicos y biofísicos no son haber entendido bien, pues este comportamiento útil era difícil de reproducirse experimental hasta ahora.

En un estudio publicado en el gorrón biofísico en marzo de 2020, los investigadores de la universidad de Osaka en colaboración con el instituto de investigación avanzado de las TIC, el instituto nacional de la información y la tecnología de las comunicaciones (NICT), han demostrado la migración y la formación en grande de la estructura por las células cancerosas crecidas en el substrato de Matrigel, y han desarrollado los modelos simulados simples que reproducen sus observaciones.

El equipo de investigación primero cultivó las células HeLa, una deformación epitelial-como de células cancerosas cervicales, en Matrigel, una mezcla gelatinosa de la proteína que se asemejaba al ambiente extracelular de muchos tejidos, y mostró que las células emigran agresivamente y forman las estructuras en grande. Esto era previamente difícil de lograr in vitro pues las células HeLa son relativamente no-móviles sobre el cristal. Usando proyección de imagen de time lapse analizaban las configuraciones de la migración de la célula y cuantificaron las estructuras en grande con una función de correlación del dos-punto.

Observamos que movilidad creciente primero exhibida HeLa de las células en Matrigel, que disminuyó más adelante después de que él integrara en una estructura espacial distinta. También observamos que las células HeLa en gran proximidad formaron los puentes entre los agregados de la célula, y que las estructuras fueron formadas de una manera del dependiente de la célula-densidad.”

El Dr. Tokuko Haraguchi, investigador sénior en NICT

Para explicar estos resultados, los investigadores desarrollaron un modelo simulado en el cual las células emigran y obran recíprocamente usando dos fuerzas distintas: las fuerzas alejadas que actúan en una distancia con la deformación del substrato, y el contacto fuerza entre las células en proximidad física. Selectivamente habilitando estas fuerzas, modelaron los tres tipos de estructuras formadas--islas, red-como las estructuras y los continentes--según densidad de célula.

Tadashi Nakano, autor importante, explica las implicaciones potenciales de sus conclusión. Las “células cancerosas pueden confiar en la mímica vasculogenic para la supervivencia y proliferación,” él dice. “Una comprensión completa de este proceso puede, por la manipulación de los parámetros relevantes de la densidad y de la fuerza de célula, inhibir éstos red-como las estructuras. Esto puede tener gran potencial para el cáncer 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.