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Technique nouvelle de legs de chercheurs pour compter les cellules tumorales de diffusion évasives

Pendant que les tumeurs se développent dans un organe, elles relâchent également les cellules qui entrent dans la circulation sanguine. Ces cellules peuvent se déplacer à d'autres organes, injectant des métastases appelées de tumeurs neuves.

Les techniciens de MIT ont maintenant développé une technique qui, pour la première fois, leur permet de mesurer le régime de rétablissement de ces cellules tumorales de diffusion (CTCs) chez les souris. Leur approche, qui indique également combien de temps CTCs survivent une fois déchargé dans la circulation sanguine, pourrait aider des scientifiques à apprendre plus au sujet de la façon dont les différents types de cancers ont écarté par le fuselage.

« En mélangeant le sang entre les souris tout en comptant CTCs en temps réel, nous avons obtenu une mesure directe of de à quelle rapidité CTCs écrivent la circulation et de combien de temps il prend avant qu'ils soient libérés, » dit Scott Manalis, David H. Koch professeur du bureau d'études dans les services du bureau d'études et de l'industrie mécanique biologiques, d'un membre de l'institut de Koch pour la cancérologie intégratrice, et de l'auteur supérieur de l'étude.

Utilisant leur système neuf, les chercheurs pouvaient étudier CTCs des tumeurs pancréatiques ainsi que de deux types de tumeurs de poumon.

L'étudiant de troisième cycle Alex Miller et Bashar Hamza PhD '20, un scientifique de visite d'institut de Koch, sont les auteurs importants du papier, qui apparaît aujourd'hui dans des transmissions de nature.

Retenue des cellules rares

Les cellules tumorales de diffusion sont rares dans les patients : Un millilitre de sang pourrait contenir entre une et 10 telles cellules. Ces dernières années, les chercheurs ont conçu des stratégies pour capter ces cellules évasives, qui peuvent fournir beaucoup d'informations sur la tumeur d'un patient, et aident même des médecins à suivre comment une tumeur réagit à la demande de règlement.

Les cellules tumorales de diffusion sont attirantes parce que vous pouvez les obtenir du sang et elles fournissent un hublot dans la tumeur. Il est beaucoup plus facile que biopsiant la tumeur. »

Scott Manalis, auteur d'étude, David H. Koch professeur, et membre supérieurs, institut de Koch pour la cancérologie intégratrice

Chez les souris, il est bien plus difficile trouver CTCs parce que les souris ont seulement un peu plus de 1 millilitre de sang. Pouvoir étudier CTCs chez les souris pourrait aider des chercheurs à répondre à beaucoup de questions en suspens au sujet de la façon dont rapidement ces cellules sont jetées par des tumeurs, combien de temps elles survivent dans la circulation, et comment efficacement elles injectent des tumeurs neuves, Manalis dit.

Pour essayer de répondre à certaines de ces questions, Manalis et ses stagiaires ont conçu un système qui les laisse enlever le sang d'une souris avec une tumeur et circuler il dans une souris saine. Par un tube indépendant, le sang de la souris saine circule de nouveau à la souris de tumeur-coussinet. Le système comprend deux cellule-ripostes (une pour chaque souris) qui trouvent et retirent les cellules tumorales de diffusion du sang.

Utilisant cette installation, les chercheurs peuvent analyser tout les sang de chaque souris en moins d'une heure. Après détermination de la concentration de CTCs dans la circulation sanguine de la souris de tumeur-coussinet et de la souris saine, ils peuvent prévoir le régime auquel CTCs sont produits chez la souris de tumeur-coussinet. Ils peuvent également prévoir la demi vie des cellules - ; une mesure de combien de temps ils survivent dans la circulation sanguine avant d'être libéré par le fuselage.

Fonctionnant avec des membres du laboratoire de crics dans l'institut de Koch, les chercheurs avaient l'habitude le système pour étudier des souris avec trois types différents de tumeurs : cancer pancréatique, cancer de poumon de petite cellule, et non-petit cancer de poumon de cellules.

Ils ont constaté que la demi vie de CTCs était assez assimilée entre les trois types de tumeurs, avec des valeurs s'échelonnant de 40 secondes à environ 250 secondes. Cependant, les régimes de rétablissement ont montré beaucoup plus de variabilité entre différents types de tumeur. Les tumeurs de poumon de petite cellule, qui sont connues pour être agressivement métastatiques, pourraient jeter plus de 100.000 CTCs par heure, alors que les non-petites tumeurs de poumon de cellules et les tumeurs pancréatiques jetaient seulement 60 CTCs par heure.

Les études précédentes qui se sont fondées sur injecter des cellules tumorales des lignées cellulaires cultivées dans le laboratoire ont constaté que ces cellules ont eu une demi vie de quelques secondes seulement dans la circulation sanguine, mais les résultats neufs du laboratoire de Manalis proposent que CTCs endogène persistent réellement beaucoup plus longtemps que cela.

Produire des métastases

Les chercheurs ont également montré que les souris saines qui ont reçu CTCs plus tard ont développé des métastases, même après mélanger seulement quelque mille CTCs. Ils ont constaté que CTCs des tumeurs à petites cellules de poumon a formé des métastases dans les foies des souris saines réceptives, juste comme elles faisaient chez les souris où les tumeurs ont initialement formé.

« Ce qui nous avons réalisé était que ces CTCs que nous injectons dans le début réceptif sain de souris pour élever et pour produire les métastases que nous pouvons trouver après quelques mois, » Hamza dit. « Qui excitait pour observer parce qu'il a validé que notre technique de sang-échange peut également être employée pour injecter doucement un échantillon viable de CTC dans son environnement indigène de sang sans devoir l'enrichir utilisant des techniques in vitro brutales. »

Utilisant cette approche, les chercheurs espèrent maintenant étudier comment les différents traitements médicamenteux influencent des niveaux de CTC. « Avec ce système, nous pouvons regarder la concentration en temps réel de CTCs, ainsi nous pouvons exécuter un traitement médicamenteux et un regard chez comment il affecte le temps de demi vie et le régime de rétablissement, » Miller dit.

Les chercheurs planification également pour étudier d'autres types de cancers, y compris des cancers de sang tels que des leucémies et des lymphomes, utilisant ce système. La technique a pu également être employée pour étudier la dynamique de circulation d'autres genres de cellules, y compris des cellules immunitaires telles que des neutrophiles et des cellules tueuses naturelles.

Source:
Journal reference:

Hamza, B., et al. (2021) Measuring kinetics and metastatic propensity of CTCs by blood exchange between mice. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-25917-5.