Un método para observar el potencial de las células cancerosas para hacer metástasis en el cuerpo
Crédito: CC0 Public Domain
Cuando las células cancerosas hacen metástasis, se transforman y adoptan la forma de un misil para penetrar en otros tejidos del cuerpo.
De hecho, para viajar por todo el cuerpo, las células cancerosas metastásicas deben cambiar sus fenotipos y sus características físicas. Este cambio permite que las células epiteliales estacionarias que componen las barreras de nuestros órganos y nuestra piel se transformen en células mesenquimales o células que se desarrollan en tejido conectivo, vasos sanguíneos y tejido linfático.
Los investigadores han observado que Las células que completan esta transición, llamada transición epitelial a mesenquimatosa, o EMT, pueden aumentar significativamente la probabilidad de que un tumor canceroso haga metástasis.
Actualmente, la forma en que los científicos examinan e identifican estas células es observándolas mientras están fijadas. en portaobjetos de microscopio. Pero los estudios estándar que analizan las células inmovilizadas en portaobjetos de microscopio no pueden revelar su cambio de forma, del mismo modo que las colecciones de mariposas sujetas con alfileres no pueden revelar su patrón de vuelo, escriben investigadores de la Universidad de Michigan.
Ahora, los investigadores de la UM han desarrollado un método para evaluar las células mientras son libres de metamorfosearse, utilizando un método llamado magneto-rotación de células, así como aprendizaje automático. Sus resultados se publican en la revista PLOS One.
«Si una célula cancerosa está ubicada en algún lugar del cuerpo, para moverse a otra parte del cuerpo, tiene que adoptar la forma de un misil para penetrar en el tejido para pasar al torrente sanguíneo y luego volver a penetrar fuera de la vena sanguínea a una nueva ubicación.Este potencial metastásico tiene que ver con la movilidad celular, pero la movilidad celular también depende de la forma de la célula y la dinámica del cambio de forma de la célula. «, dijo Raoul Kopelman, autor principal y Profesor Distinguido de Química, Física, Física Aplicada, Biofísica, Ingeniería Biomédica y Biología Química de la Universidad Richard Smalley.
Para poder observar estas dinámicas celulares, los investigadores de la UM necesita que la celda flote libremente, en lugar de fijarse en un portaobjetos de vidrio. Así que usaron su método previamente desarrollado de magnetorrotación celular como base para estudiar estas dinámicas celulares.
Usando este método y dos líneas celulares de cáncer de mama bien conocidas que tienen un potencial metastásico diferente, Kopelman y sus colegas cargan células cancerosas en lo que se llama un portaobjetos de células microfluídicas, compuesto por miles de compartimentos. Cada uno de los compartimentos contiene una sola célula cancerosa.
En esta diapositiva, los investigadores agregan una solución de nanopartículas magnéticas disponibles comercialmente. Estas nanopartículas ingresan a las células cancerosas, pero no les causan daño. Luego, un imán gira alrededor de la bandeja de células cancerosas, lo que hace que las células cancerosas giren lentamente. La rotación lenta no afecta la forma de la célula, pero permite que la célula cancerosa cambie de forma.
A medida que las células giran, pueden cambiar su morfología de forma similar a como lo harían en el cuerpo. Mientras cambian de forma, los investigadores toman imágenes fluorescentes de las células. Luego, combinaron dos algoritmos de reconocimiento de objetos y aprendizaje automático para identificar cada una de las células por su forma.
Primero, los investigadores descubrieron que las células que se habían sometido a EMT tenían una forma bastante diferente a la de la población de control, demostrando una fuerte relación entre los comportamientos morfológicos y biológicos de una célula.
«Este nuevo método basado en el aprendizaje automático parece tener el potencial para mapear y clasificar la distribución morfodinámica de una población celular y, por lo tanto, proporcionar información sobre el grado de plasticidad morfológica de la población de células tumorales, y tal plasticidad a menudo se correlaciona con la letalidad», dijo Kopelman.
Para analizar las células que experimentan cambios significativos en su forma, los investigadores forzaron una línea celular de cáncer de próstata humano , PC-3, para pasar por la transición epitelial a mesenquimatosa. Utilizando la magnetorrotación celular, los investigadores pudieron identificar no solo las células que sufrieron la transición, sino también la presencia de incluso más subconjuntos de las células originales.
Finalmente, querían identificar células altamente móviles. dentro de la población de células de cáncer de mama. Compararon las imágenes de estas células altamente móviles con las células de las líneas de cáncer de mama que no pudieron migrar (utilizando una prueba estándar) y pudieron distinguir la población de células móviles de la población general de células de cáncer de mama.
«Lo que esperamos es que este método en particular finalmente esté ampliamente disponible y brinde al médico tratante información sobre la agresividad del cáncer específico», dijo Kopelman. «Lo que necesitamos son pruebas adicionales más nuevas y mejores para brindarles a los cuidadores información adicional. Espero que este dispositivo de microfluidos eventualmente sea una opción estándar para detectar células cancerosas».
Explorar más
Las células cancerosas pueden promover la metástasis y la resistencia a la terapia, dependiendo de su estado Más información: Remy Elbez et al, Clasificación de fenotipos morfodinámicos celulares con aplicación a la metástasis del cáncer usando células magnetorrotación y aprendizaje automático, PLOS ONE (2021). DOI: 10.1371/journal.pone.0259462 Información de la revista: PLoS ONE
Proporcionado por la Universidad de Michigan Cita: Un método para observar el potencial de metástasis de las células cancerosas en the body (16 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-method-cancer-cells-potential-metastasize.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.