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Técnica nueva del legado de los investigadores para contar las células de circulación evasivas del tumor

Mientras que los tumores crecen dentro de un órgano, también liberan las células que entran en la circulación sanguínea. Estas células pueden viajar a otros órganos, sembrando los nuevos tumores llamados las metástasis.

Los ingenieros del MIT ahora han desarrollado una técnica que, permite por primera vez que midan el índice de la generación de estas células de circulación del tumor (CTCs) en ratones. Su aproximación, que también revela cuánto tiempo CTCs sobrevive liberado una vez en la circulación sanguínea, podría ayudar a científicos a aprender más sobre cómo diversos tipos de cánceres se extendieron a través de la carrocería.

“Intercambiando sangre entre los ratones mientras que contaban CTCs en tiempo real, obtuvimos una medición directa de cómo CTCs incorpora rápidamente la circulación y de cuánto tiempo toma antes de que se autoricen,” dice a Scott Manalis, David H. Koch profesor de la ingeniería en los departamentos de la ingeniería biológica y de la ingeniería industrial, de una pieza del instituto de Koch para la investigación de cáncer integrante, y del autor mayor del estudio.

Usando su nuevo sistema, los investigadores podían estudiar CTCs de tumores pancreáticos así como de dos tipos de tumores del pulmón.

El estudiante de tercer ciclo Alex Miller y el doctorado '20, científico que visita de Bashar Hamza del instituto de Koch, son los autores importantes del papel, que aparece hoy en comunicaciones de la naturaleza.

Captura de las células raras

Las células de circulación del tumor son raras en pacientes: Un mililitro de sangre pudo contener entre una y 10 tales células. Estos últimos años, los investigadores han ideado estrategias para capturar estas células evasivas, que pueden rendir mucha información sobre el tumor de un paciente, e incluso ayudan a doctores a rastrear cómo un tumor está respondiendo al tratamiento.

Las células de circulación del tumor son atractivas porque usted puede conseguirlas de sangre y ofrecen una ventana en el tumor. Es mucho más fácil que haciendo una biopsia el tumor.”

Scott Manalis, estudia el autor, David H. Koch profesor, y a la pieza mayores, instituto de Koch para la investigación de cáncer integrante

En ratones, CTCs es aún más difícil de encontrar porque los ratones tienen solamente un poco más de 1 mililitro de sangre. El poder estudiar CTCs en ratones podría ayudar a investigadores a contestar a muchas preguntas excepcionales sobre cómo estas células son vertidas rápidamente por los tumores, cuánto tiempo sobreviven en la circulación, y cómo siembran eficientemente nuevos tumores, Manalis dicen.

Para intentar contestar a algunas de esas preguntas, Manalis y sus estudiantes diseñaron un sistema que las permite quitar sangre de un ratón con un tumor y fluir él en un ratón sano. A través de un tubo separado, la sangre del ratón sano fluye de nuevo al ratón del tumor-cojinete. El sistema incluye dos célula-contratirantes (uno para cada ratón) que descubran y quiten las células de circulación del tumor de la sangre.

Usando este montaje, los investigadores pueden analizar toda la sangre de cada ratón en menos que una hora. Después de determinar la concentración de CTCs en la circulación sanguínea del ratón del tumor-cojinete y del ratón sano, pueden calcular el régimen en el cual CTCs se genera en el ratón del tumor-cojinete. Pueden también calcular la semivida de las células -; una dimensión de cuánto tiempo sobreviven en la circulación sanguínea antes de ser autorizado por la carrocería.

Trabajando con las piezas del laboratorio de los enchufes en el instituto de Koch, los investigadores utilizaron el sistema para estudiar ratones con tres diversos tipos de tumores: cáncer pancreático, pequeño cáncer de pulmón de la célula, y no-pequeño cáncer de pulmón de la célula.

Encontraron que la semivida de CTCs era bastante similar entre los tres tipos de tumores, con los valores colocando a partir de 40 segundos a cerca de 250 segundos. Sin embargo, los regímenes de la generación mostraron mucho más variabilidad entre diversos tipos del tumor. Los pequeños tumores del pulmón de la célula, que se saben para ser agresivamente metastáticos, podrían verter más de 100.000 CTCs por hora, mientras que los no-pequeños tumores del pulmón de la célula y los tumores pancreáticos vertieron únicamente 60 CTCs por hora.

Los estudios anteriores que confiaron en la inyección de las células del tumor de las variedades de células cultivadas en el laboratorio han encontrado que esas células tenían una semivida solamente de algunos segundos en la circulación sanguínea, solamente los nuevos resultados del laboratorio de Manalis sugieren que persiste CTCs endógeno real mucho más de largo que eso.

Generar metástasis

Los investigadores también mostraron que los ratones sanos que recibieron CTCs más adelante desarrollaron metástasis, incluso después solamente intercambiar unos miles CTCs. Encontraron que CTCs de tumores del pulmón de la pequeño-célula formó metástasis en los hígados de los ratones sanos receptores, apenas como hicieron en los ratones donde los tumores formaron originalmente.

“Qué realizamos era que este CTCs que estamos inyectando en el comienzo receptor sano del ratón para crecer y para crear las metástasis que podemos descubrir después de un par de meses,” Hamza dice. “Que era emocionante observar porque validó que nuestra técnica de la sangre-cantina se puede también utilizar para inyectar suavemente una muestra viable del adaptador de canal a canal en su ambiente nativo de la sangre sin tener que enriquecerlo usando técnicas ines vitro duras.”

Usando esta aproximación, los investigadores ahora esperan estudiar cómo diversos tratamientos de la droga influencian niveles del adaptador de canal a canal. “Con este sistema, podemos observar la concentración en tiempo real de CTCs, así que podemos realizar un tratamiento de la droga y mirarla cómo está afectando a tiempo de la semivida y a régimen de la generación,” Miller decimos.

Los investigadores también proyectan estudiar otros tipos de cánceres, incluyendo cánceres de sangre tales como leucemias y linfomas, usando este sistema. La técnica se podía también utilizar para estudiar la dinámica de la circulación de otras clases de células, incluyendo las células inmunes tales como neutrófilos y células de asesino naturales.

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.