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El estudio destapa el mecanismo mecánico nuevo de células cancerosas metastáticas en substratos de diversa rigidez

Durante metástasis, las células cancerosas obran recíprocamente activamente con los microambientes de nuevos tejidos. Cómo las células cancerosas metastáticas responden a los nuevos ambientes en los tejidos secundarios son una pregunta crucial en la investigación de cáncer pero todavía sigue siendo evasivo. Recientemente, los investigadores de la universidad de ciencia y tecnología de Hong Kong (HKUST), junto con sus colaboradores internacionales, descubrieron un mecanismo mecánico nuevo de células cancerosas metastáticas en los substratos de diversa rigidez, que podrían contribuir a desarrollar las herramientas diagnósticas para las células cancerosas y la terapéutica metastáticas del cáncer.

Este estudio fue publicado en el gorrón de las cartas de la química física de sept. el 18 de 2020.

En el estudio, las personas de investigadores, llevadas por profesor Hyokeun Park, profesor adjunto en el departamento de la física y la división de las ciencias de la vida, HKUST, imitaron la rigidez mecánica de tejidos diversos del cerebro suave para deshuesar usando los substratos de la poliacrilamida (PAA) y midieron las reacciones mecánicas de las únicas células cancerosas metastáticas del pecho (células MDA-MB-231) contra diversa rigidez, usando técnicas de proyección de imagen avanzadas y las pinzas magnéticas avanzadas que grupo de profesor Park's construido en HKUST.

Usando los sensores de la tensión de la único-molécula, encontraron que las células cancerosas metastáticas del pecho cambian su tensión en adherencias focales contra la rigidez para adaptar nuevos ambientes mientras que las células normales del pecho (células de MCF-10A) guardan la tensión similar sin importar rigidez. También midieron la viscoelasticidad de las únicas células cancerosas metastáticas del pecho usando las pinzas magnéticas y encontraron que las células cancerosas metastáticas hacen más elásticos en substratos más rígidos mientras que la viscoelasticidad de células normales sigue siendo similar.

Estos resultados muestran que las células cancerosas metastáticas del pecho tienen capacidad más fuerte de adaptarse a los ambientes mecánicos de tejidos diversos.

Cómo haga las células cancerosas metastáticas del pecho emigran y proliferan los tejidos secundarios de diversa rigidez de la suavidad al interfaz duro del tejido como el cerebro deshuesar es una pregunta crucial en la investigación de cáncer. Nuestro trabajo dirigido cómo las células cancerosas metastáticas del pecho proliferan el substrato de la rigidez diversa de 1kPa (similar al cerebro) a 50GPa (similar al hueso), y nosotros descubrimos que las células cancerosas metastáticas cambian su viscoelasticidad dependiendo del ambiente físico para adaptar su nuevo ambiente físico y para sobrevivir su nuevo ambiente. Éste es uno de logros grandes en la física y el mechanobiology del cáncer. Las conclusión contribuirán a desarrollar las herramientas diagnósticas para las células cancerosas y, eventual, el tratamiento metastáticos del cáncer.”

Profesor Hyokeun Park, profesor adjunto en el departamento de la física y la división de las ciencias de la vida, HKUST

Este trabajo fue hecho en colaboración con profesor Ching-Hwa Kiang en Rice University, profesor junio Chu en los institutos de Shenzhen de la tecnología avanzada y profesor Ofelia Tsui en el departamento de la física de HKUST.

Las personas están proyectando desarrollar un estuche diagnóstico del cáncer que hace uso del mecanismo para medir la tensión de células cancerosas potenciales vivas en diversa rigidez, que será mucho más simple y más convivial que las herramientas existentes de la diagnosis para las células cancerosas metastáticas. Tal mecanismo se podría también utilizar para desarrollar una prueba de la droga-investigación para que el cáncer metastático considere cómo la adherencia focal y la viscoelasticidad de las células cancerosas metastáticas responden a diversas drogas y encuentran la droga más efectiva para ellas.

Source:
Journal reference:

Tian, F., et al. (2020) Mechanical Responses of Breast Cancer Cells to Substrates of Varying Stiffness Revealed by Single-Cell Measurements. Journal of Physical Chemistry Letters. doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c02065.