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Técnica nova do legado dos pesquisadores para contar pilhas de circulação indescritíveis do tumor

Enquanto os tumores crescem dentro de um órgão, igualmente liberam as pilhas que entram na circulação sanguínea. Estas pilhas podem viajar a outros órgãos, semeando os tumores novos chamados metástases.

Os coordenadores do MIT têm desenvolvido agora uma técnica que, pela primeira vez, permitisse que meçam a taxa da geração destas pilhas de circulação do tumor (CTCs) nos ratos. Sua aproximação, que igualmente revela quanto tempo CTCs sobrevive liberado uma vez na circulação sanguínea, poderia ajudar cientistas a aprender mais sobre como os tipos diferentes de cancros espalharam através do corpo.

“Trocando o sangue entre ratos ao contar CTCs no tempo real, nós obtivemos uma medida directa de como rapidamente CTCs incorpora a circulação e de quanto tempo toma antes que estejam cancelados,” diz Scott Manalis, David H. Koch professor da engenharia nos departamentos da engenharia biológica e da engenharia mecânica, de um membro do instituto de Koch para a investigação do cancro Integrative, e do autor superior do estudo.

Usando seu sistema novo, os pesquisadores podiam estudar CTCs dos tumores pancreáticos assim como dos dois tipos de tumores do pulmão.

O aluno diplomado Alex Miller e Bashar Hamza PhD '20, um cientista de visita do instituto de Koch, é os autores principais do papel, que aparece hoje em comunicações da natureza.

Capturando pilhas raras

As pilhas de circulação do tumor são raras nos pacientes: Um mililitro do sangue pôde conter entre uma e 10 tais pilhas. Nos últimos anos, os pesquisadores planejaram estratégias para capturar estas pilhas indescritíveis, que podem render muita informação sobre o tumor de um paciente, e ajudam mesmo doutores a seguir como um tumor está respondendo ao tratamento.

As pilhas de circulação do tumor são atractivas porque você pode as obter do sangue e fornecem um indicador no tumor. É muito mais fácil do que fazendo a biópsia o tumor.”

Scott Manalis, estuda o autor, David H. Koch professor, e o membro superiores, instituto de Koch para a investigação do cancro Integrative

Nos ratos, CTCs é ainda mais difícil de encontrar porque os ratos têm somente um pouco de mais de 1 mililitro do sangue. Poder estudar CTCs nos ratos poderia ajudar pesquisadores a responder a muitas perguntas proeminentes sobre como estas pilhas são derramadas ràpida por tumores, quanto tempo sobrevivem na circulação, e como eficientemente semeiam tumores novos, Manalis dizem.

Para tentar responder a algumas daquelas perguntas, Manalis e seus estudantes projectaram um sistema que as deixasse remover o sangue de um rato com um tumor e fluir ele em um rato saudável. Através de uma câmara de ar separada, o sangue do rato saudável flui de volta ao rato do tumor-rolamento. O sistema inclui dois pilha-contadores (um para cada rato) que detectam e removem pilhas de circulação do tumor do sangue.

Usando esta instalação, os pesquisadores podem analisar todo o sangue de cada rato em menos do que uma hora. Após ter determinado a concentração de CTCs na circulação sanguínea do rato do tumor-rolamento e do rato saudável, podem calcular a taxa em que CTCs é gerado no rato do tumor-rolamento. Podem igualmente calcular a meia-vida das pilhas -; uma medida de quanto tempo sobrevivem na circulação sanguínea antes de ser cancelado pelo corpo.

Trabalhando com membros do laboratório dos jaques no instituto de Koch, os pesquisadores usaram o sistema para estudar ratos com três tipos diferentes de tumores: cancro do pâncreas, câncer pulmonar pequeno da pilha, e câncer pulmonar não-pequeno da pilha.

Encontraram que a meia-vida de CTCs era razoavelmente similar entre os três tipos de tumores, com os valores que variam de 40 segundos a aproximadamente 250 segundos. Contudo, as taxas da geração mostraram muito mais variabilidade entre tipos diferentes do tumor. Os tumores pequenos do pulmão da pilha, que são sabidos para ser agressivelmente metastáticos, poderiam derramar mais de 100.000 CTCs pela hora, quando os tumores não-pequenos do pulmão da pilha e os tumores pancreáticos derramaram somente 60 CTCs pela hora.

Os estudos precedentes que confiaram em injetar pilhas do tumor das linha celular cultivadas no laboratório encontraram que aquelas pilhas tiveram uma meia-vida somente de alguns segundos na circulação sanguínea, mas os resultados novos do laboratório de Manalis sugerem que CTCs endógeno persistisse realmente muito mais por muito tempo do que aquele.

Gerando metástases

Os pesquisadores igualmente mostraram que os ratos saudáveis que receberam CTCs mais tarde desenvolveram metástases, mesmo depois somente a troca alguma mil CTCs. Encontraram que CTCs dos tumores do pulmão da pequeno-pilha formou metástases nos fígados dos ratos saudáveis destinatários, apenas como fizeram nos ratos onde os tumores formaram originalmente.

“O que nós realizamos era que este CTCs que nós estamos injectando no começo destinatário saudável do rato para crescer e criar as metástases que nós podemos detectar após um par meses,” Hamza diz. “Que era emocionante observar porque validou que nossa técnica da sangue-troca pode igualmente ser usada para injectar delicadamente uma amostra viável do CTC em seu ambiente nativo do sangue sem ter que o enriquecer que usa in vitro técnicas ásperas.”

Usando esta aproximação, os pesquisadores esperam agora estudar como os tratamentos diferentes da droga influenciam níveis do CTC. “Com este sistema, nós podemos olhar a concentração do tempo real de CTCs, assim que nós podemos executar um tratamento da droga e olhá-la como está afectando o tempo da meia-vida e a taxa da geração,” Miller dizemos.

Os pesquisadores igualmente planeiam estudar outros tipos de cancros, incluindo cancros de sangue tais como leucemia e linfomas, usando este sistema. A técnica podia igualmente ser usada para estudar a dinâmica da circulação de outros tipos das pilhas, incluindo pilhas imunes tais como neutrófilo e pilhas de assassino naturais.

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.