בדרך כלל אנו חושבים על גידול כעל גוש נוקשה של תאים סרטניים; אבל איך יכול צביר כל כך נוקשה לפלוש למיקרו-סביבתו הסובבת? כדי לענות על שאלה זו, שיתוף פעולה בינלאומי של חוקרים שילב הדמיות ממוחשבות עם מדידות מכניות. הממצאים שלהם, שפורסמו ב פיזיקת טבע, מדגימים שאחוז ניכר מתאי הסרטן רוכשים רמה גבוהה של עיוות מכאני כדי להפוך לנייד יותר, וכתוצאה מכך מסוגלים להיכנס לרקמה הסובבת צפופה.
כבר ידוע שתאים סרטניים עוברים דה-דיפרנציאציה, תהליך שבו הם נעים למצב מופרע יותר עם שלד רך יותר. עם זאת, ידוע שצבירי תאים מציגים חסימה, המונעת התפשטות נוספת של תאים. זה מדגיש את ההשפעה המכנית של מעברים מוצקים-נוזלים על התנהגות כמות גדולה של רקמות.
יתר על כן, מחקר הראה שהנזילות או הנוקשות של צבירי תאי גידול מווסתים על ידי ביטול שיבוש של תאים. תאים סרטניים ידועים גם כרגישים למכאנו - הם יכולים להסתגל באופן מכאני למיקרו-סביבה שלהם.
"הפרדוקס שבגידולי שד, תאים שהופכים רכים יותר יוצרים למעשה מבנה קשה יותר מהרקמה המקורית הוא רק סתירה לכאורה", מסביר יוסף קאס החל מ- אוניברסיטת לייפציג. "ההשפעה הזו מוגברת עוד יותר מכיוון שכאן, מושווים בעיקר תאי שומן רכים מאוד בשד הבריא לתאים שהם רכים יותר מתאי אפיתל בריאים, אך עדיין קשים משמעותית מתאי שומן."
מונע על ידי הדמיות מחשב שבוצעו על ידי פיזיקאים ב האוניברסיטה נורת'איסטרן, ה אוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה ו אוניברסיטת סירקיוז, הקבוצה של Käs חקרה השתלות רקמות מסרטן שד וצוואר הרחם באמצעות טכניקות שונות, כולל ריאולוגיה של רקמות בתפזורת מבוססת מיקרוסקופיה אטומית (AFM). עבודה בשיתוף פעולה עם צוות של חוקרי סרטן ו פתולוגים at בית החולים האוניברסיטאי לייפציג ו מכללת אלברט איינשטיין לרפואה, הם הדגימו את קיומם של כמה איים מוצקים של תאים קשיחים, המחוברים ביניהם על ידי גשרי מתח מכני של תאים רכים וניידים.
נדידת תאים הדמיות של תא פולש (ירוק) שנע דרך רקמה המכילה תאים נוקשים (תכלת) ורכים (כחול כהה). למעלה: הרקמה נמצאת במצב דחוס, דמוי מוצק והתא הפולש תקוע ואינו יכול לזוז. מרכז: ברקמה הטרוגנית התא הפולש מראה דינמיקת הגירה לסירוגין מאוד. תחתון: הרקמה במצב לא פחוס לחלוטין, דמוי נוזל והתא הפולש נע בקלות יחסית. (באדיבות: Max Bi, Xinzhi Li)
AFM היא טכניקת מיקרוסקופיה מבוססת בדיקה סריקה ברזולוציית תת-ננומטר. במחקר זה, החוקרים השתמשו בטכניקה כדי לקבל ידע על פרמטרים מכניים כגון גמישות תאי גידול על פני השתלות הגידול החי. זה איפשר להם ללכוד את ההפצה המקומית וההטרוגנית של קשיחות רקמות, שכן מפות AFM מציגות אזורים קשיחים (תקועים) וגם אזורים רכים (לא נתקעים).
הפיזיקה שופכת אור על איך סרטן השד מתפשט לעצם
מבנה זה אושר עוד יותר על ידי מעקב אחר תאים חיוניים על פני כדוריות תאים סרטניים. החוקרים מבהירים שמצב הטרוגני זה מייצב את הרקמה במידה מספקת כדי לאפשר צמיחת גידול, תוך מתן גמישות לתאים רכים ונועזים לברוח מהגידול וכתוצאה מכך ליצור גרורות.
תומס פוהס, אחד הכותבים הראשיים של מחקר זה, אופטימי שהתוצאות האחרונות שלהם מוסיפות תובנה חדשה לגבי המכניקה של תאים סרטניים ורקמת גידול. באופן מפורש יותר, אם התאים בגידול נשארים תקועים לחלוטין - כמו ברקמה בריאה - או שהם מסוגלים להתנתק ולהתרכך יכול לעשות את כל ההבדל אם הגידול שולח גרורות או לא.
