«Я бы не подумал, что эти ткани могут вырасти с такой сложностью и до таких размеров», — говорит член Уайтхеда Пиюш Гупта, который также является доцентом кафедры биологии в Массачусетском технологическом институте. "Это действительно замечательно."
Исследования рака груди в основном сводились к изучению трансформированных клеточных линий в чашке или имплантации клеток из установленных опухолей человека мышам и другим моделям заболевания на животных. Хотя эти модели дают некоторое представление о махинациях рака на клеточном уровне, они не оправдывают ожиданий при исследовании возникновения и прогрессирования рака в тканях человека. Например, опухоли задействуют окружающие их клетки и матрикс и полагаются на них.
Клетки in vitro лишены этих взаимодействий с окружающей средой, и, хотя у мыши есть ткань молочной железы, ее структура значительно отличается от таковой у человека.
В идеале ученые могли бы вырастить в блюде молочные железы человека, имитирующие ткань груди, в том числе ее реакцию на гормоны, вызывающие развитие во время беременности и кормления грудью.
Подобные модели доступны для других тканей человека, включая кишечник и мозг, но создание моделей молочной железы оказалось проблематичным.
«Было очень трудно заставить первичные человеческие клетки оставаться живыми, не говоря уже о том, чтобы они превращались в ткани», — говорит Дэниел Миллер, аспирант лаборатории Гупта.
Когда Гупта и его лаборатория впервые попытались культивировать ткань груди человека, они подумали, что проблема может заключаться в матриксе или каркасе, на котором росли молочные железы. Согласно распространенному в то время мнению, клетки молочной железы нуждаются в других клетках, чтобы поддерживать их и направлять их развитие. Итан Сокол и Миллер считали, что молекулы, секретируемые этими клетками, могут быть более важными, чем сами поддерживающие клетки.
Преследуя эту гипотезу, Сокол и Миллер разработали гидрогелевый каркас, который настолько точно имитирует внеклеточный матрикс груди, что, когда он засевается первичными клетками молочной железы человека, полученными от пациента, клетки организуются, растут и дифференцируются в протоки и доли найдены в ткани груди. Эти модели молочной железы также реагируют на стероидные, гипофизарные и лактогенные гормоны, которые стимулируют развитие груди.
Команда, работа которой описана на этой неделе в журнале Breast Cancer Research, уже получила интригующие сведения о том, как развиваются молочные железы.
Согласно их работе, одна или две ведущие стволовые клетки молочной железы присутствуют на концах удлиненных протоков, что направляет их удлинение. Этот метод размножения сильно отличается от того, что обнаруживается в молочных железах мыши, в которых отсутствуют лидерные клетки и которые растут за счет активности просветных клеток, выстилающих протоки.
«У нас прекрасная система, и это очень хороший инструмент для тех, у кого есть вопросы о нормальном развитии груди или раке груди, — чтобы увидеть, что происходит при нарушении гена», — говорит Сокол. "Так удивительно наблюдать, как растут ткани."