Koristeći 3D modele tumora raka jajnika, naučnici su otkrili razlike u aktivnosti gena na osnovu toga gde se ćelija nalazi u tumoru, pokazujući kako lokacija ćelije i okruženje u kanceroznom tumoru mogu snažno uticati na to koji geni su aktivni i ulogu ćelije u biologiji raka. . Tačnije, tim koji su predvodili istraživači iz Nacionalnog centra za unapređenje translacionih nauka (NCATS), koji je deo Nacionalnog instituta za zdravlje, pokazao je da se aktivnost gena u ćelijama na ili blizu površine tumora razlikuje od aktivnosti ćelija koje su bliže tumorski centar.
Pristup uparuje upotrebu tehnologije za otkrivanje genetske aktivnosti pojedinačnih ćelija unutar tumora sa fluorescentnim bojama koje se šire u tumore. Rad bi mogao omogućiti istraživačima da prouče kako se iste bolesti mogu razlikovati kod ljudi i različito napredovati. Ovo istraživanje bi moglo pomoći kliničarima da identifikuju strategije lečenja fokusirane na određena područja u tumorima, što bi moglo dovesti do boljih terapija za rak i druge bolesti. Tim je objavio svoje rezultate 21. juna u Cell Sistems.
„Uobičajeno je prihvaćeno da lokacija ćelije i okolno okruženje utiču na njen identitet“, rekao je dr Krejg Tomas, naučnik za translaciju u NCATS-u. „Dve ćelije mogu biti genetski identične, ali imaju različite ćelijske identitete, što znači da su različiti geni uključeni zbog njihove lokacije i okruženja. Naš cilj je bio da uspostavimo jednostavan metod za proučavanje ovog koncepta u više okruženja.“
Novi sistem, nazvan Segmentacija egzogenom perfuzijom, ili SEEP, koristi prednost boje koja difunduje u ćelije kroz tumor definisanom brzinom. Merenje količine boje koja ulazi u pojedinačne tumorske ćelije daje informacije o lokaciji ćelije, a posebno o njenom pristupu spoljašnjem okruženju. Koristeći računarske metode, istraživači su povezali ove informacije sa genskom aktivnošću ćelija, omogućavajući naučnicima da povežu identitet ćelija sa njihovom lokacijom.
„Razumevanje međusobne veze ćelija i efekata njihovih pozicija u svemiru bilo je fundamentalno pitanje za rak, neurološke poremećaje i druge oblasti“, rekao je koautor Tuomas Nouls, dr. sa Univerziteta u Kembridžu.
U radu su istraživači koristili tri vrste 3D laboratorijskih modela – sferoide, organoide i modele miša – stvorene od ljudskih ćelija raka jajnika. Sferoidi su 3D grupe ćelija koje se uzgajaju u laboratorijskoj posudi koje mogu oponašati neke osobine organa i tkiva. Organoidi, takođe uzgajani u posudi, su složeniji 3D modeli koji više oponašaju funkciju i strukturu organa i tkiva. U modelima miševa, istraživači su implantirali ljudske ćelije raka jajnika kako bi formirali tumore.
„Ključno je shvatiti da neće svaka ćelija u tumoru biti izložena leku na isti način“, rekao je Nouls. „Lek protiv raka može da ubije ćelije na površini tumora, ali ćelije u sredini su različite i drugačije utiču. To verovatno doprinosi zašto neke terapije ne uspevaju.“
SEEP metoda je otkrila da je veća verovatnoća da će tumorske ćelije blizu površine tumora biti podvrgnute deobi nego ćelije bliže centru tumora. Ćelije na površini tumora takođe uključuju gene kako bi ih zaštitile od odgovora imunog sistema. Nije iznenađujuće da su ovi odgovori gena povezani sa načinom na koji se tumor skriva od imunološke odbrane tela.
Istraživači su bili iznenađeni razlikama u genskoj aktivnosti između ćelija na površini ili blizu nje i onih dalje unutar modela tumora raka jajnika. Nalazi bi mogli pomoći naučnicima da bolje razumeju kako su tumori strukturirani. Takve informacije mogu dovesti do poboljšanja tretmana. Jedna od mogućih metoda lečenja raka može biti ciljanje ćelija koje će verovatno biti pogođene u različitim oblastima tumora.
„Određeni tipovi tumorskih ćelija su podložni određenim terapijama“, primetio je prvi autor i student medicine sa Univerziteta Harvard David Morse, dr. „Poznavanje gde se ćelije nalaze i njihov nivo pristupačnosti u tumoru može nam pomoći da odlučimo kako da koristimo lekove u kombinaciji. To bi nam moglo pomoći da nam kaže koliko dugo da dajemo lek i kada da pređemo na druge terapije.“
