ソフトマター物理学は、がんが転移する可能性があるかどうかを明らかにするのに役立ちます – Physics World

ジャミングという物理的概念は、もともとガラスや顆粒の挙動を理解するために開発されましたが、がんが転移する可能性があるかどうかの予測を改善できる可能性があります。

研究は博士課程の学生パブロ・ゴットテイルと大学の同僚によって行われました。 ソフトマター物理学部門 of ライプチヒ大学 らは、癌細胞のアンジャミングの検出を既存の予後診断方法と並行して使用すると、癌性腫瘍の広がりの予後精度が 26% 向上することを示しました。

がんは、原発腫瘍からの細胞が血流またはリンパ系を介して体内に移動し、その後、転移として知られるさらなる腫瘍を播種するときに広がります。 これには、非晶質材料や顆粒内で詰まりが生じた固体様の挙動と詰まりが取れた液体様の挙動との間の状態遷移と同様の方法で、原発腫瘍内に集まっていた細胞が可動性になることが含まれます。つまり、詰まりが解消されると、粒子は食卓塩のように身体の上に流れることができます。しかし、詰まっているということは、塩の流れが小さな塩貯蔵庫の穴を塞いでしまう構造になって止まることに似ています。

密集した細胞凝集体および組織内の生きたヒト細胞は同様のジャミングとアンジャミングを示すため、同様の概念を使用してプロセスを研究することができます。 「がんを理解するには、ゲノムだけを見ることはできません。物理学も見なければなりません」と彼は言います。 ヨーゼフ・カス、研究チームの責任者であり、ゴットテイルの博士課程の監督者。 「転移には、力学とソフトマター物理学によって説明できる新たな集合的影響があります。」

最初の臨床研究では、 フィジカルレビューX研究者らは、乳がん患者1380人からの臨床データと組織学的サンプルを分析した。 細胞の形状または密度の観点から細胞のアンジャミングを特徴づけた他のグループによるこれまでの研究とは異なり、ライプツィヒの研究者らは、形状と核の充填を考慮することでこの矛盾を調整した。

彼らの研究は、細胞と核の形状、および核数密度の両方が関与していることをすぐに確認しました。具体的には、腫瘍が詰まりを解消しているとき、その細胞と核は伸長し、細胞核はより緩やかに詰め込まれます。 これにより、細胞が他の細胞の間に入り込んで場所を交換しやすくなるため、細胞が丸い場合よりも容易に移動できるようになります。 さらに、研究チームは、特定の腫瘍で発生するアンジャミングの予測の増加が、最大XNUMX年後までのその患者における二次がんの実際の発症とよく相関していることを発見した。

研究者らは、がん細胞と核の形状、および核の充填の尺度としての細胞面積を、転移を発症するリスクが高い患者と低い患者を示すがん細胞のアンジャミングの包括的な状態図で表しました。 この単純な図は、92% のがんの予後を評価するために使用できます。

「原発腫瘍細胞の静的な幾何学的な特徴が細胞の運動性の代用として機能し、それが実際に腫瘍の進行と相関することは興味深いです」とゴットテイル氏は語る。 物理学の世界。 「影響を受けたリンパ節の状態などの確立されたマーカーは、がん細胞が原発腫瘍から離れたことをすでに示していますが、私たちのマーカーは、もし運動性で詰まりがないと分類されれば、その腫瘍は遠隔転移を形成する可能性がより高いはずであると予測します。」

細胞の軟化により、硬性腫瘍のがん細胞が拡散する

「現在、すべてのがんにおける最大の問題の 25,000 つは、がんの診断において正確な予後がわからないため、過剰治療と過少治療が行われていることです」と Käs 氏は付け加えます。 彼は、すでに日常的に収集されている組織学的サンプルに適用できる彼らの技術が、その問題を軽減できるのではないかと期待している。 彼のチームは間もなく、XNUMX人の乳がん患者とハンブルク西病理学研究所と協力して遡及的臨床試験に着手し、乳がんおよび結腸がんに対する前向き多施設臨床試験の確立に努める予定である。

Käs 氏は、できるだけ多くの患者が恩恵を受けることができるよう、この研究をパブリックドメインに保ちたいと考えています。 「一年ごとに自分のがんが再発するかどうかわからない人にとっては、とても恐ろしいことです。 この状況を緩和するために私にできることは何でもうれしいです」と彼は言います。

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/soft-matter-physics-helps-reveal-whether-cancers-are-likely-to-spread/