Ένα από τα πιο τρομακτικά πράγματα για τον καρκίνο είναι ο τρόπος με τον οποίο εξαπλώνεται, με τα καρκινικά κύτταρα να σπάνε και να εξαπλώνονται σε όλο το σώμα, να προσγειώνονται σε άλλα όργανα και να αρχίζουν να αναπτύσσονται εκεί. Η διαδικασία, γνωστή ως μετάσταση, είναι συχνά μια θανατική ποινή, το σημείο όπου οι καλύτερες τεχνικές καταπολέμησης του καρκίνου καθίστανται αναποτελεσματικές. Αλλά είναι δύσκολο να ακολουθήσετε. λείπει ένα μέσο απεικόνισης ολόκληρων συστημάτων με τις λεπτομέρειες που απαιτούνται για να εντοπιστούν μερικά αόριστα μεταστατικά κύτταρα.
Για το σκοπό αυτό, οι επιστήμονες στο Graduate School of Medicine του Πανεπιστημίου του Τόκιο έχουν αναπτύξει μια μέθοδο απεικόνισης, η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Cell Reports, η οποία παρουσιάζει μετάσταση σε πραγματικό χρόνο, στο επίπεδο μεμονωμένων κυττάρων. Η τεχνική βασίζεται σε τροποποιημένα καρκινικά κύτταρα που ανάβουν και σε ένα χημικό κοκτέιλ που μετατρέπει τα όργανα σε διαφανή, καθιστώντας ευκολότερο να δουν τα φθορίζοντα σήματα που εκπέμπονται από τα τροποποιημένα κύτταρα. Αυτό, με τη σειρά του, μπορεί να προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα και καλύτερη κατανόηση της μετάστασης που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν οι ερευνητές για την ανάπτυξη καλύτερων φαρμάκων.
"Μια από τις δυσκολίες στην ανάλυση της μετάστασης του καρκίνου είναι ότι εξαπλώνεται οπουδήποτε στο σώμα", λέει ο Hiroki Ueda, καθηγητής φαρμακολογίας που εργάστηκε στη μελέτη. "Πηγαίνει στον εγκέφαλο, στο πάγκρεας ή στους νεφρούς. Για να κατανοήσουμε ολόκληρη την εικόνα της μετάστασης, η ανάλυση ολόκληρου του σώματος με υψηλή ανάλυση ... είναι πολύ σημαντική. "
Καθώς ο καρκίνος μετασταίνεται, οποιαδήποτε από αυτά τα κύτταρα που επιπλέουν στο σύστημα μπορεί να γίνει ανάπτυξη. Και είναι σημαντικό να τα πιάσουμε όλα. Όπως τα βακτήρια που αναπτύσσουν ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά, η θεραπεία του καρκίνου με χημειοθεραπεία μπορεί να αφήσει πίσω τα απομονωμένα κύτταρα ή αποικίες, και αυτά είναι πιθανό να καταστούν ανθεκτικά στα φάρμακα οχυρά. Η ορατότητα της διαδικασίας στην έρευνα θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν ποια είδη καρκινικών κυττάρων είναι πιθανό να σχηματίσουν αυτό που αποκαλούν «κακοήθη φυλάκια», και να βοηθήσουν στο σχεδιασμό φαρμάκων ειδικά για την καταπολέμησή τους.
Ο ποντίκι ελέγχου βρίσκεται στα αριστερά και ο διαφανής ποντίκι, του οποίου τα όργανα έχουν γίνει μέσα από ένα χημικό ξέβγαλμα, βρίσκεται στα δεξιά. (Kubota κ.ά.) Ο καθαρισμός των ιστών - η διαδικασία κάνοντας τα κύτταρα πιο διαφανή - εφευρέθηκε πριν από περίπου έναν αιώνα και έχει χρησιμοποιηθεί στην απεικόνιση για την έρευνα για τον καρκίνο, τις βακτηριακές λοιμώξεις και τις αυτοάνοσες ασθένειες για περισσότερο από μια δεκαετία. Ο Ueda, ο συνεργάτης του Kohei Miyazono, και η ομάδα τους ανέπτυξαν ένα διαφορετικό, δύο σταδίων χημικό κοκτέιλ που βελτιώνει τις λεπτομέρειες πάνω στην παλιά μέθοδο. Για να διευκολυνθεί η απεικόνιση των οργάνων, οι ερευνητές χρειάστηκαν φως να ρέει κατευθείαν στον ιστό, χωρίς να διαθλώνται πάρα πολύ λόγω των διαφορετικών πυκνοτήτων των ιστών. Το πρώτο στάδιο μειώνει τα λιπίδια, τα οποία διαχωρίζουν πολύ το φως, και το δεύτερο στάδιο αυξάνει τη διάθλαση στο περιβάλλον των οργάνων, για να ταιριάζει καλύτερα στο όργανο, επιτρέποντας στο φως να περάσει καθαρά μέσα. Η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα μια οπτική απεικόνιση αρκετά σαφή ώστε οι ερευνητές να δουν μεμονωμένα καρκινικά κύτταρα.
Για να δοκιμάσουν τη μέθοδο, οι Ueda και Miyazono εγχύθηκαν καρκινικά κύτταρα σε ποντίκια και τα ευθανασίασαν σε διαφορετικά στάδια. Οι λεπτομέρειες λόγω της εκκαθάρισης τους επέτρεψαν να δουν μεμονωμένα κύτταρα στον ιστό διαφόρων οργάνων, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου, των πνευμόνων, του ήπατος και των εντέρων. Θεωρητικά, επισημαίνει το Ueda, θα μπορούσατε να δείτε τα καρκινικά κύτταρα με μια άλλη τεχνική, την 2D ιστολογία, στην οποία εξετάζονται λεπτά τεμάχια οργάνων για καρκινικά κύτταρα, αλλά ο χρόνος που απαιτείται για να δείτε αρκετά φέτες κάθε οργάνου είναι απαγορευτικός. Ο καθαρισμός των ιστών, σε συνδυασμό με τη βιοφωταύγεια in vivo, επιτρέπει μια τρισδιάστατη σάρωση ολόκληρου οργάνου ή ολόκληρου του σώματος πολύ γρήγορα.
Σε αυτό το σημείο, αυτή η τεχνική είναι πραγματικά χρήσιμη μόνο στην έρευνα, επισημαίνει ο Takeshi Imai, καθηγητής νευροφυσιολογίας στο Graduate School of Medical Sciences του Πανεπιστημίου Kyushu, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διαδικασία σκοτώνει τους ιστούς στους οποίους δουλεύει και επειδή τα κανονικά καρκινικά κύτταρα δεν φθορίζουν. Αλλά θα πρέπει να είναι χρήσιμη, πρόσθεσε. "Εάν χρησιμοποιείτε μοντέλα ποντικιών, μπορείτε να διερευνήσετε τη διανομή καρκινικών κυττάρων σε κλίμακα ολόκληρου του σώματος, η οποία θα πρέπει να είναι χρήσιμη για τη μελέτη καρκίνου μετάστασης ... καθώς και για τη δράση καρκινικών φαρμάκων", λέει. "Προηγουμένως, οι παθολογικές εξετάσεις πραγματοποιήθηκαν μόνο σε λεπτές φέτες ιστούς."
Αλλά η κάθαρση θα μπορούσε μία μέρα να χρησιμοποιηθεί σε βιοψίες, όπου ένα τμήμα ιστού αφαιρείται. Και αν η μέθοδος μπορεί να βελτιωθεί, υπάρχει μια πιθανότητα να λειτουργήσει σε ζωντανά θέματα.
"Στο μέλλον, κοντά στο μέλλον, ίσως αυτό το είδος τεχνικής να μπορεί να εφαρμοστεί όχι μόνο στην έρευνα των ζώων, αλλά και στις κλινικές μελέτες ή στις λειτουργίες του ανθρώπου", λέει ο Ueda.
Αυτή είναι μια 3-D σάρωση ενός ποντικιού των οποίων τα όργανα έγιναν διαφανή για να μελετήσουν καλύτερα πώς ο καρκίνος εξαπλώνεται μέσω του σώματος. Ευρετήριο Πανεπιστημίου του Τόκιο και εκθέσεις κυττάρων
