Четырехмерная модель легких в исследовании рака

Без хороших моделей для исследования метастазов рака — распространения раковых клеток из одного органа в другой — исследователи затруднялись понять развитие раковой опухоли. Отсюда и задержка с появлением новых методов лечения.

И вот теперь ученые из Хьюстона изобрели новую ex vivo модель рака легких, которая подражает процессу развития опухоли.

«Наша модель действительно позволяет проследить феномен метастазов рака», сообщил хирург и исследователь Мин Ким.

Модель может использоваться для исследования развития и других видов рака, помимо опухоли в легких.

Четырехмерная модель создана за счет удаления всех клеток из легкого позвоночного, в результате чего осталась лишь оболочка в роли матрицы для выращивания и развития клеток. Матрицу после удаления клеток поместили в биореактор, чтобы на ней начали расти клетки человеческой раковой опухоли.

В отличие от других моделей, четырехмерная модель позволяет клеткам опухоли формировать трехмерные узелки, растущие со временем. Ким называет раннюю версию модели «трехмерной ex vivo». Четвертое измерение новой модели — это текучесть, пояснил Ким, поскольку последняя версия включает течение жидкостей между легкими по кровеносным сосудам. Это четвертое измерение позволяет модели показать рост первичных опухолей, формирование циркулирующих клеток опухоли и формирование метастатических повреждений. Эти три шага развития рака не являются частью любой одинарной in vitro или ex vivo модели. И в отличие от моделей метастазов in vivo, которые часто требуют от исследователей месяцев ожидания до получения информации о прогрессии и метастазов, четырехмерная модель обеспечивает данные за считанные дни.

Ким с коллегами также исследовали генную экспрессию в раковых клетках во время разных фаз развития опухоли. Выяснилось, что генные сигнатуры экспериментальных циркулирующих раковых клеток были связаны с плохим выживанием пациентов с раком легких.

«Модель учитывала изоляцию уникальной генной сигнатуры циркулирующих клеток опухоли во время фазы метастазов, что может обеспечить подсказку относительно механизма развития опухоли», сказал Ким.

В будущих экспериментах ученые сосредоточатся на уникальных генных сигнатурах циркулирующих раковых клеток, чтобы лучше понять развитие опухоли. Это может привести к новым идеям относительно методов лечения метастазирующих раковых опухолей.