De Verspreiding Van Kankercellen Kan Afhankelijk Zijn Van Raar, Pas Ontdekte Vloeistoffysica

{h1}

Een voorheen onbekend type fysica regelt de overgang van kankerweefsel van een conglomeraat naar iets dat zich waarschijnlijk zal verspreiden.

De verspreiding van tumoren en andere groeiende weefsels heeft een heel nieuw type fysica onthuld.

In nieuw onderzoek, gepubliceerd op 24 september in het tijdschrift Nature Physics, ontdekten wetenschappers dat levende cellen overgaan van 2D-sheets naar 3D-blobs door een eerder onbekend proces dat 'actieve bevochtiging' wordt genoemd. En de fysica van actieve bevochtiging kan misschien verklaren waarom en hoe kankers zich verspreiden.

"Als we de weg zouden kunnen vinden om deze krachten selectief te modificeren in een echte tumor, wat een zeer moeilijke taak is, zouden we een behandeling kunnen ontwerpen om kankerverspreiding te voorkomen," studeren co-auteurs Xavier Trepat, van het Instituut voor Bioengineering van Catalonië in Spanje en Carlos Pérez-González, van de Universidad de La Laguna in Spanje, hebben WordsSideKick.com in een e-mail verteld. [10 Do's and Don'ts om uw risico op kanker te verminderen]

Actieve fysica

Elke medische toepassing voor de bevindingen is nog ver weg. Trepat en Pérez-González zeiden dat hun volgende stappen zullen zijn om verder te gaan in de vreemde fysica van actieve bevochtiging, waarover nog weinig bekend is.

Wat de onderzoekers hebben gevonden, is gebaseerd op experimenten uitgevoerd in een laboratoriumschotel met menselijke borstkankercellen. Het begon allemaal, zeiden Trepat en Pérez-González, met een onderzoek naar een eiwit genaamd E-cadherine, dat hechting tussen cellen verschaft. De onderzoekers wilden weten hoe dit eiwit de spanning in weefsels of celgroepen reguleert. Wat ze niet verwacht hadden, was dat de spanning in het weefsel zo hoog kon worden dat hun weefselweefsel spontaan los zou komen van de met collageen gecoate gel die ze als een substraat gebruikten en zich terugtrekken in een bolvormige vorm.

"De eerste keer dat we dit fenomeen observeerden, waren we niet zeker over hoe of waarom het gebeurde," vertelden de onderzoekers aan WordsSideKick.com.

De onderzoekers contrasteerden actieve bevochtiging met het gedrag van zogenaamde passieve vloeistoffen, waarbij er geen levende structuren zijn om de vloeistofstroom te veranderen. Normaal gesproken dicteert een reeks fysica-vergelijkingen die bekend staan ​​als de Navier-Stokes-vergelijkingen in passieve vloeistoffen de vloeistofdynamica. In passieve vloeistoffen wordt de overgang van 2D-sheet naar 3D-sferoïde dewetting genoemd. Het tegenovergestelde, een 3D-sferoïde die zich uitspreidt in twee dimensies, wordt bevochtiging genoemd. Of bevochtiging of ontwatering optreedt, wordt bepaald door de oppervlaktespanning van de interface, de vloeistof en het gas.)

Maar omdat de onderzoekers in hun experiment met de kankercellen speelden - variërende parameters zoals de grootte van het weefsel en het E-cadherinegehalte - ontdekten ze dat de cellen zich niet gedroegen zoals gewone vloeistoffen doen bij passief bevochtigen en ontwateren. Dit komt omdat een aantal actieve processen, van de samentrekbaarheid van het weefsel tot de adhesie tussen cellen en substraten, bepalen of de cellen opbol of zich verspreiden, vonden de onderzoekers.

De overgang tussen de uitgesmeerde bevochtigingsfase en de bevochtigde fase van het ontwateren hangt af van de concurrentie tussen cel-celkrachten en krachten die de cel aan het substraat hechten, aldus de onderzoekers.

Hier beginnen de borstkankercellen los te komen van het oppervlak om een ​​sferoïde te vormen, waarbij actine cytoskelet (rood) de bindingen naar het substraat (groen) rekt.

Hier beginnen de borstkankercellen los te komen van het oppervlak om een ​​sferoïde te vormen, waarbij actine cytoskelet (rood) de bindingen naar het substraat (groen) rekt.

Krediet: IBEC

Kanker overgangen

Weefsels groeien en bewegen op veel manieren, ook tijdens normale ontwikkeling. Maar de actieve bevochtigingstransitie is belangrijk, omdat het het sleutelmoment is dat cellen gaan van een ingesloten sferische naar een verspreide, vlakke plaat die Trepat en Pérez-González hebben gezegd. Met andere woorden, als cirkelvormige tumorballen zich uitspreiden en zich hechten aan een oppervlak, kan de tumor zich verder verspreiden.

"Onze resultaten vormen een uitgebreid kader om te begrijpen welke krachten belangrijk zijn voor de invasie van kanker," aldus de onderzoekers. Een deel van de volgende fase van het werk zal zijn om de studies uit laboratoriumschotels en in levend weefsel en echte tumors te bewegen, voegde de onderzoekers toe.

Biologische systemen kunnen moeilijk in te passen zijn in klassieke fysica-kaders, schreef Richard Morris en Alpha Yap in een commentaar bij het nieuwe artikel. Morris is een postdoctoraal onderzoeker aan het Tata Institute for Fundamenteel Onderzoek in India en Yap is een celbioloog aan de Universiteit van Queensland in Australië. Maar het nieuwe artikel is een 'waardevolle stap in de goede richting' om natuurkunde relevant te maken voor biologieproblemen, schreef Morris en Yap.

"In dit geval", schreven ze, "leren we dat, terwijl ideeën uit de klassieke natuurkunde nuttig kunnen zijn in de karakterisering van biologische systemen, de analogie moet niet te ver worden geduwd en er zijn nieuwe benaderingen nodig."

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com