Ученые из Китайской больницы Чонгцин и Чонгкингского университета разработали открытую микрофлюидную платформу, чтобы изолировать влияние вязкости жидкости на клетки глиобластомы и наблюдать за их изменениями на протяжении длительного времени. Устройство имеет двухслойную открытую мембрану с removable cap и набор микропилларов, что позволяет точно запускать миграцию клеток и видеть деформацию ядер в узких просветах. Такой подход позволяет отделить сопротивление среды от ограничений каналов и не учитывать особенности замкнутых систем. Эти данные легли в основу статьи в Microsystems & Nanoengineering. sources: [8, 9, 23, 28]

В эксперименте исследователиCultivate две линии глиобластомы, U-251 и LN-229, в очень вязкой жидкости (7,1 пуаз) на протяжении месяца, имитируя условия на краю опухоли. Затем клетки перенесли на чип для наблюдения за их движением и морфологией. По сравнению с контролем, адаптированные клетки двигались быстрее и преодолевали большие расстояния, что противоречило ожиданию, что вязкость замедляет перемещение. source: [11,12]

После длительного экспонирования вязкой жидкости клетки стали меньше и более эластичными, что облегчало прохождение через узкие промежутки между микропилилами. Наблюдалась деформация ядер, а внутри ядер обнаружено накопление YAP — белка, участвующего в распознавании механических сил, что указывает на активацию путей реакции на физический стресс. источники: [14,15]

У разных линий молекулярные ответы оказались разными. U-251 продемонстрировали мезенхимоподобную перестройку и активацию генов, связанных с инвазией, включая CD44, FN1 и MMP9. LN-229 стали более гибкими и подвижными без заметных устойчивых изменений в экспрессии генов. В Western-блоттинге изменения белков сохранялись даже после возвращения клеток в жидкость с нормальной вязкостью, указывая на некоторую долговременность адаптаций. sources: [16,17,18]

Авторы предполагают, что механическая память клеток может быть полезной для разработки новых подходов к лечению. Открытая платформа может оказаться инструментом для тестирования препаратов, влияющих на сигнальные пути YAP и перестройку цитоскелета, а также для изучения других опухолей, где вязкость среды варьируется по регионам. Включение платформы в многовеликовые пластины упрощает культуре клеток и наблюдение без закупоривания, что делает метод пригодным для долгосрочных исследований. источники: [29,30,31,28]

Несмотря на необходимость дальнейших исследований для переноса результатов на пациентов, работа подчеркивает значимый аспект биологии рака: физическая среда вокруг клеток опухоли может активно влиять на их способность вторгаться в здоровую ткань. Финансирование исследования поступало из нескольких китайских и региональных источников, включая НФСК Китая и соответствующие местные фонды. sources: [32,33,34]