Исследователи показывают, как рак распространяется у мышей.

Исследователи показывают, как рак распространяется у мышей.

Это исследование, представляющее собой прогресс в области одноклеточных методов визуализации, недавно было опубликовано в журнале «Cell Reports».

Одноклеточная визуализация относится к набору методов микроскопии, используемых для сбора данных от отдельных клеток, а не усреднения значений популяций клеток. Одноклеточная визуализация обычно включает в себя флуоресцентные молекулы.

Для новых исследований японские ученые объединили существующие методы получения одиночных изображений с новой химической смесью. Так называемый «прозрачный беспрепятственный коктейль для визуализации мозгового тела» (CUBIC) позволил им увидеть, как раковые клетки размножаются и распространяются по всему организму мышей.

Благодаря инновационному протоколу визуализации тела мышей, вплоть до органов, стали заметно прозрачны. Эта техника важна, потому что она обеспечивает более четкое понимание метастатического процесса при разгадке некоторых его этапов, многие из которых до сих пор оставались загадкой.

Кроме того, как поясняют авторы, исследование приближает нас к «одной из конечных целей в биологии и медицине», которая заключается в «комплексном анализе и декодировании более 100 миллиардов клеток, входящих в состав организма млекопитающих».

Использование CUBIC для просмотра раковых клеток

Показывать, что происходит с отдельными клетками во время метастазирования, было непростой задачей. Во время метастазирования раковые клетки не только распространяются внутри одних и тех же органов, перемещаясь в соседние здоровые ткани, но и могут перемещаться в более отдаленные места в пределах тела.

В процессе визуализации, чтобы определить местонахождение раковых клеток, исследователи должны улавливать сигналы от флуоресцентных молекул. Однако они также должны быть уверены, что эти сигналы сохраняются, когда ткани становятся более прозрачными с помощью таких методов, как «3D-изображение, основанное на очистке тканей».

Именно поэтому исследователи использовали CUBIC — метод, который они ранее разработали для визуализации всего тела мышей в возрасте 1 день, — и оптимизировали его таким образом, чтобы он мог идентифицировать раковые клетки.

Оптимизация показателя преломления позволила сделать органы максимально прозрачными, сохраняя при этом флуоресцентные сигналы. Это позволило команде обнаружить и рассмотреть распространение раковых клеток в таких органах, как печень, поджелудочная железа, легкие и кишечник.

На видео ниже показана полная визуализация процесса метастазирования мозга:

Протокол уже предоставил ценную информацию. Например, стало очевидно, что раковые клетки должны «проникать» в кровоток и выходить через стенки кровеносных сосудов, чтобы попасть в другие части тела.

«Большинству раковых клеток не так повезло и они умирают во время поездки», — объясняет автор соответствующего исследования Кохэй Миязоно из Токийского университета.

«Но, — добавляет он, — изображения, полученные с помощью нового метода, — клетки, обработанные TGF-бетом, белком, регулирующим рост и дифференцировку клеток человека и вырабатываемым в больших количествах некоторыми видами рака, с гораздо большей вероятностью выживут и образуют злокачественные аванпосты».

» Мы считаем, что такая же стратегия будет применима и к другим биомедицинским исследованиям, таким как аутоиммунитет и регенеративная медицина, в которых одноклеточные события играют решающую роль».

Сокорреспондент Хироки Уэда, Токийский университет, Япония.