Группа исследователей из Массачусетской больницы общего профиля и Гарвардской медицинской школы в Бостоне ранее разработала технологии для точного измерения скорости миграции клеток и применила новый инструмент для изучения изменений скорости миграции в популяции раковых клеток. Этот инструмент позволял сравнивать последовательные поколения ячеек с разрешением одной ячейки. Одним из интересных открытий этого исследования было то, что скорость миграции, поддерживаемая относительно постоянной на протяжении всей жизни клетки, не передается от матери дочерним клеткам.
Вместо этого характерная скорость миграции каждой клетки изменяется случайным образом в последовательных поколениях. Это открытие стало неожиданностью, учитывая, что средняя скорость миграции большей популяции клеток не меняется в течение нескольких циклов. Это открытие важно в контексте лечения рака, когда пытаются замедлить вторжение раковых клеток.«Наше открытие предполагает, что может существовать фактор, который определяет характерную скорость клетки, и этот фактор устанавливается на случайных уровнях в новых клетках после деления клетки». говорит Дэниел Иримиа, доктор медицины, доктор философии из Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне и старший автор этой статьи. «Эти измерения не могут быть выполнены сегодня ни с одним из традиционных инструментов для миграции клеток.
Анализы Transwell могут сравнивать только средние значения популяции и не имеют разрешения отдельных клеток. Анализы заживления ран имеют разрешение отдельных клеток, однако результаты искажены из-за частого взаимодействия между движущимися клетками. Другим более современным микрофлюидным устройствам также мешает шум измерения миграции клеток на плоских поверхностях, когда направление миграции часто меняется, что мешает измерениям скорости ».
Внутри микрофлюидного устройства каждой ячейке назначается один канал-трек, по которому ячейка будет мигрировать в течение нескольких часов. Автоматический микроскоп делает изображения каждые 20 минут в нескольких местах микрожидкостного устройства и сразу на нескольких устройствах, что позволяет отслеживать десятки клеток в одном эксперименте. Интересно, что каждая клетка, которая мигрирует по каналам, сохраняет скорость миграции на протяжении всей своей жизни. Лишь некоторые клетки делятся, находясь в каналах, и они тщательно исследуются.
Чтобы лучше визуализировать клетки через цикл деления, исследователи использовали не только флуоресцентные красители, но и недавно разработанный флуоресцентный маркер Fucci. При использовании этого маркера зеленая флуоресценция ядра прогрессивно увеличивается в клетках в фазе роста и выключается после деления. «Мы оптимизировали конструкцию устройства таким образом, чтобы в большинстве каналов проходила только одна ячейка за раз, и рассчитали длину каналов так, чтобы мы могли наблюдать за каждой ячейкой в среднем в течение 12 часов», — говорит Джун Ян, доктор философии. .D., Ведущий автор этой статьи.Команда из больницы общего профиля Массачусетса планирует использовать микрофлюидные устройства в синергии с некоторыми более сложными инструментами молекулярной биологии и определить факторы контроля скорости миграции клеток. «Выявление этого фактора может стать интересной мишенью для лекарств, позволяющих регулировать скорость или медленность движения клеток», — говорит д-р Иримиа.
При раке это может помочь замедлить миграцию раковых клеток, задержать их инвазию и метастазирование. После травм здоровых тканей мы хотели бы ускорить миграцию здоровых клеток, которые закрывают рану.