Case Lab-on-a-chip in su come le cellule tumorali Break Free

Aprile 21, 2016 Admin Salute 0 7
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"Studiare il distacco delle cellule a livello subcellulare è fondamentale per comprendere il modo in cui le cellule tumorali metastasi", spiega il ricercatore principale Peter Searson, Reynolds professore di Scienza dei Materiali e Ingegneria. "Sviluppo di metodi scientifici per studiare il distacco delle cellule ci guidi per prevenire, limitare o rallentare il mortale diffusione delle cellule tumorali."

La ricerca della sua squadra si concentra su un pezzo di puzzle mancante negli eventi comuni, ma sfortunati che possono verificarsi nei pazienti oncologici. Ad esempio, il cancro che inizia nel seno diffonde volte ai polmoni.




Questo perché le cellule tumorali si staccano e viaggiano attraverso il flusso sanguigno a stabilirsi in altri tessuti. Gli scienziati hanno imparato molto su come le cellule tumorali attaccano a queste superfici, ma sanno poco su come queste cellule si staccano insidiose perché nessuno aveva creato un modo semplice per studiare il processo.

Searson e altri due scienziati della Johns Hopkins 'Whiting Facoltà di Ingegneria hanno risolto questo problema con un dispositivo lab-on-a-chip che può aiutare i ricercatori a studiare il distacco delle cellule. Con questo dispositivo, sperano di scoprire esattamente come le cellule tumorali diffuse.

Il dispositivo lab-on-a-chip costituito da una serie di linee d'oro su un vetrino. Molecole che promuovono la formazione di collegamenti cellulari sono legati alle linee di oro come palloncini legati a corda. Una cella è posto sul chip, cima queste molecole. La cella estende su diverse linee oro, formando allegati alla superficie del chip con l'aiuto delle molecole.

Quindi, le molecole frenati vengono rilasciati da una delle linee di una reazione chimica, in particolare da "riduzione elettrochimica," spiega Searson. Dove queste molecole sono staccati, quella parte della cellula perde la sua aderenza sulla superficie del chip. Questo segmento della cella si ferma un attimo e poi si contrae con forza verso la sua estremità, che è ancora attaccato al chip. I ricercatori sono riusciti a filmare questo "scatto coda" al microscopio.

"E 'molto drammatica", spiega Denis Wirtz, un professore della Johns Hopkins di ingegneria chimica e biomolecolare e co-autore del documento Nature Methods. "La cella estende via, via fuori attraverso il chip e poi, a comando, la coda scatta verso il corpo della cella."

Le cellule sopravvivono questo processo di rilascio programmato e possono essere testati ancora e ancora, i ricercatori hanno detto.

Bridget Wildt, una scienza dei materiali e ingegneria dottorando nel laboratorio del Searson, usato il dispositivo per eseguire e registrare filmati degli esperimenti live-cella. Wildt testato cellule del tessuto connettivo di topi durante questi esperimenti, ma il team ha in programma di provare altri tipi di cellule in futuro.

"Nei film, si può vedere che la cellula non si sposta immediatamente dopo la reazione chimica è innescata. Ci riferiamo a questo fenomeno come il tempo di induzione della cellula", spiega Wildt. "Dopo questo tempo di induzione, la cellula poi scatta indietro e contratti. Analizziamo il tasso di contrazione della cellula e quindi confrontare queste informazioni per celle separate rilasciate in condizioni diverse che utilizzano sostanze chimiche chiamate inibitori. Da questi risultati stiamo cominciando a capire i processi che regolare distacco cellulare a livello molecolare. "

I ricercatori hanno ipotizzato che il tempo di induzione di cellule tumorali, rispetto alle cellule non tumorali, sarebbe più breve perché le cellule tumorali sono più flessibili. Nel prossimo futuro, Wildt, dice, hanno in programma di testare questa ipotesi in esperimenti con cellule tumorali. Se questa ipotesi si rivela corretto, può dare loro uno strumento per distinguere tra le cellule tumorali e non tumorali.

Searson è regista e Wirtz è direttore associato dell'Istituto Johns Hopkins per la nanobiotecnologia. Il loro lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni dal National Institutes of Health, National Science Foundation e del Howard Hughes Medical Institution. La partecipazione di Wildt nella ricerca è stata finanziata dal Rewards Achievement per il college scienziati Foundation.

Il nuovo studio - "rilascio subcellulare programmata per lo studio della dinamica di distacco delle cellule," Bridget Wildt, Denis Wirtz, e Peter C. Searson - può essere consultato on-line all'indirizzo: http://www.nature.com/nmeth/journal/v6/N3/full/nmeth.1299.html.

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