Nowa technologia pomaga analizować wzrost guza w innym wymiarze

Nowotwory składają się z szybko namnażających się komórek rakowych. Zrozumienie procesów biochemicznych, które napędzają ich ciągły wzrost, może dostarczyć wskazówek na temat celów terapeutycznych.

Naukowcy z Washington University w St. Louis opracowali technikę badania wzrostu guza w innym wymiarze -; dosłownie. Naukowcy stworzyli nowy sposób monitorowania, które składniki odżywcze są wykorzystywane iw tempie przestrzennym w tkankach.

Korzystając z tego wielowymiarowego podejścia do obrazowania, zidentyfikowali szlaki, których aktywność jest wyjątkowo podwyższona w raku mózgu, dostarczając wskazówek dotyczących potencjalnych strategii leczenia. Badanie zostało opublikowane 19 maja w czasopiśmie Komunikacja natury.

Wymyśliliśmy, jak wnioskować o szybkości reakcji biochemicznych bezpośrednio z odrębnych obszarów tkanki. „

Gary Baty jest profesorem chemii Michaela i Tany Powellów na Uniwersytecie Waszyngtońskim w St. Louis

Patty, również pracownik naukowy Siteman Cancer Center w Barnes-Jewish Hospital i University of Washington School of Medicine, jest głównym autorem nowego badania.

Biologia człowieka jest z natury rzeczy trójwymiarowa. Powstająca dziedzina biologii przestrzennej ma na celu uchwycenie tej geometrii poprzez obrazowanie lokalizacji genów, białek i metabolitów. Podejście zgłoszone przez Paty’ego i współpracowników rozszerza profilowanie przestrzenne na strumienie, które są szybkościami transformacji cząsteczek w komórkach.

„Inne technologie zapewniają coś, co jest zasadniczo biochemiczną mapą drogową” – powiedział Paty. „Naszym celem było dodanie miary szybkości ruchu na różnych drogach”.

Przez analogię Patty, nowa metoda jest podobna do funkcji w Mapach Google, która używa kolorów zielonego i czerwonego do wskazania gęstości samochodów na określonej ulicy.

Korzystając z mysiego modelu glejaka wielopostaciowego, śmiertelnej postaci raka mózgu u ludzi, naukowcy stworzyli mapę „ekosystemu nowotworowego” w wysokiej rozdzielczości. To pozwoliło im zobaczyć, które cząsteczki znajdują się w których częściach mózgu i jak szybko te cząsteczki zostały przekształcone w inne rzeczy.

Odkrycia rzucają światło na sposób, w jaki komórki nowotworowe w guzie mózgu pozyskują lipidy, niezbędny składnik tłuszczu.

Lipidy są potrzebne do wytworzenia zewnętrznej powłoki komórki, znanej jako błona. W miarę namnażania się komórek nowotworowych potrzebują one tłuszczów do kapsułkowania nowych komórek. Poprzednia praca Patti wykazała, że ​​komórki nowotworowe wolą usuwać tłuszcz ze swojego lokalnego środowiska. Ale to było wtedy, gdy komórki rakowe hodowano w izolacji od lipidów w pożywce.

Nowe badanie pokazuje, że komórki nowotworowe w mózgu mają tendencję do wytwarzania tłuszczu, którego potrzebują do namnażania, zamiast go wysysać.

„Mózg to wyjątkowe środowisko. Dostępność tłuszczu jest bardziej ograniczona niż w innych tkankach, w których znajdują się nowotwory” – wyjaśnił Paty.

Szybkość syntezy niektórych lipidów była 8 razy większa w guzach mózgu niż w otaczających zdrowych tkankach. Chociaż dokładny rozmiar wzrostu był różny, wzór był zaskakująco spójny w komórkach nowotworowych w całym guzie.

„Pojedynczy guz może rozprzestrzeniać się do różnych środowisk. Centrum może być niedotlenione, podczas gdy zewnętrzna część ma kontakt ze zdrową tkanką” – powiedział Paty. „Być może przewidziałeś różnice między tymi różnymi regionami, ale nie zauważyliśmy żadnych takich wzorców”.

To odkrycie jest ważne, ponieważ wiedząc, że komórki nowotworowe w guzach mózgu opierają się na tej samej biochemicznej ścieżce napędzającej ich wzrost, oznacza to, że naukowcy mogą nakierować je na spowolnienie lub zatrzymanie postępu choroby.

„Kiedy szlak jest bardziej aktywny, jego przepływ wzrasta. To czyni go dobrym kandydatem do interwencji terapeutycznej” – powiedział Paty. „Cieszymy się, że możemy przetestować, czy upośledzone wydłużanie kwasów tłuszczowych byłoby skuteczne w leczeniu mysich modeli choroby”.