Контролировать распространение опухоли головного мозга очень сложно, и она всегда устойчива к традиционным методам лечения. Таким образом, прогнозирование поведения опухолевых клеток требует лучшего понимания механизма их инвазии.

В настоящее время ученые из Университета Фукуи, Япония, использовали нановолокна высокой плотности, которые имитируют микросреду мозга для захвата таких опухолевых клеток. Это открывает путь к новым терапевтическим решениям при агрессивном раке мозга.

Существенная замена поврежденных клеток новыми клетками помогает человеческому организму излечить свои повреждения. Новые клетки всегда имеют тенденцию мигрировать к месту повреждения посредством процесса, называемого «миграция клеток». Но аномальная миграция клеток также может способствовать транспортировке и распространению раковых клеток внутри тела. Известно, что мультиформная глиобластома (GBM) является одним из таких примеров высокоинвазивной опухоли головного мозга, которая распространяется за счет миграции опухолевых клеток.

Частоты, с которыми такие опухолевые клетки имеют тенденцию к распространению и росту, делают традиционные методы удаления опухолей неэффективными. Кроме того, такие варианты, как химиотерапия и лучевая терапия, вредны для здоровых клеток и вызывают побочные эффекты. Для разработки улучшенных терапевтических стратегий требуется точное понимание механизма инвазии клеток GBM.

Альтернативная стратегия лечения включает захват мигрирующих опухолевых клеток. Стало очевидно, что миграция клеток регулируется структурой и ориентацией «внеклеточного матрикса» (ЕСМ), то есть волокнистыми структурами, окружающими клетки. Создание подобных структур с предпочтительной геометрией поможет получить контроль над процессом миграции.

Недавно в исследовании, опубликованном в журнале ACS Applied Bio Materials ученые из Университета Фукуи, Япония, разработали новую платформу, основанную на нановолокнах, имитирующих ECM. проанализировать их влияние на клетки GBM.

Мы изготовили нановолоконный лист, в котором плотность волокна постепенно изменяется от конца к концу, используя метод, называемый ' электроспиннинг ' и провели эксперимент по культивированию опухоли головного мозга. клетки .

Д-р. Сатоши Фудзита, руководитель исследования, Департамент передовых междисциплинарных наук и технологий, Высшая школа инженерии, Университет Фукуи

Исследователи отметили отчетливые различия в движении клеток в нановолокнах разной плотности. Кроме того, они определили, что более плотные волокна способствовали развитию так называемых кластеров «фокальных адгезий» в клетках, что приводило к более медленной миграции клеток.

Воспользовавшись этой отрицательной корреляцией между движением клеток и плотностью волокон, ученые смогли регулировать и направлять миграцию клеток, разработав нановолоконный лист с постепенно изменяющейся плотностью.

Они организовали волокна в конфигурацию от высокой до низкой плотности и, таким образом, ограничили движение клеток, поскольку большинство из них были захвачены в зонах с высокой плотностью. Напротив, конфигурация от низкой к высокой плотности показала противоположный эффект и способствовала миграции.

Более того, исследователи заметили, что промежутки между зонами препятствуют миграции клеток, в результате чего клетки блокируются в зонах высокой плотности. Первоначально эта односторонняя миграция была отмечена исследователями и названа «захватом клеток» после ловушек для рыб и насекомых, которые побуждают свою жертву двигаться в одном направлении, прежде чем захватить ее.

Исследование демонстрирует возможность захвата мигрирующих клеток с использованием электропряденых нановолокон, имитирующих микросреду мозга .

Д-р. Сатоши Фудзита, руководитель исследования, Департамент передовых междисциплинарных наук и технологий, Высшая школа инженерии, Университет Фукуи

Команда восхищена своими исключительными открытиями и с нетерпением ждет возможности увидеть, что ждет их платформу на основе нановолокна в будущем.

Он доступен для проектирования строительных материалов, которые являются основой регенеративной медицины в сочетании с различными технологиями обработки волокон и технологиями обработки поверхности материалов .

Д-р. Сатоши Фудзита, руководитель исследования, Департамент передовых междисциплинарных наук и технологий, Высшая школа инженерии, Университет Фукуи

« Это может привести к развитию практического применения регенеративных лекарств Кроме того его можно использовать в качестве технологии обработки носителей культур для эффективного производства биологические препараты, включая белки антитела и вакцины », – заключил Фудзита

.

Ссылка на журнал:

Huang, W.-Y., и др. . (2021) Захват клеток посредством ингибирования миграции в нановолокнах с электропрядением с настроенной плотностью. Прикладные биоматериалы ACS . doi.org/10.1021/acsabm.1c00700.

Источник: https://www.u-fukui.ac.jp/eng/[19459009visible