Проблема раковых опухолей не теряет своей актуальности. Это смертельно опасное заболевание продолжает «бушевать» по всей планете, не щадя ни детей, ни взрослых.

Изображение раковой клетки злокачественной опухоли молочной железы

Изображение раковой клетки злокачественной опухоли молочной железы
Фото: Naked Science

Сейчас перед учеными стоит главный вопрос: «Какова причина развития злокачественной опухоли в организме человека?». По данным Комитета по профилактике рака Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 90% случаев причиной развития раковых клеток становится негативное воздействие окружающей среды, а в 10% – генетическая предрасположенность или вирусы. Но однозначных доказательств в пользу таких предположений пока нет.

Наибольшее количество обнаруженных опухолей имеют так называемый «спонтанный» характер, их этиология не установлена. Вот почему изобретение трехмерного микроскопа «развяжет» ученым руки.

О том, что у медиков появился инструмент, позволяющий им изучить раковые клетки в 3D-виде, рассказывает журнал Science.

Используемый ранее метод исследования злокачественных опухолей с применением стеклянных слайдов с блоками коллагена был сопряжен с некоторыми трудностями: живые раковые клетки очень чувствительны к изменениям в окружающей среде. Поэтому новый трехмерный микроскоп позволит получить более подробную информацию о природе поведения злокачественных клеток.

Данный метод изучения раковых опухолей назвали meSPIM (Microenvironmental selective plane illumination microscopy). Он заключается в том, что для свечения образца используются исключительно длинные, тонкие лазерные лучи. Такой микроскоп позволяет рассмотреть детали, размер которых менее 300 нанометров.

О результатах первого применения нового трехмерного микроскопа сообщают в Developmental Cell. В своем отчете исследователи рассказали, что клетки меланомы ведут себя по-разному в коллагеновой среде. Подобного ранее медики не замечали во время исследования с помощью стеклянных слайдов. Новый микроскоп показал, что раковые клетки внутри коллагена образовывают большое количество «пузырьков». На основе полученных данных ученые смогли измерить размер этих образований, изучить особенности их формы и механизм распределения в них белковых соединений.

Трехмерное изображение клетки рака легкого (слева) и клетки меланомы (справа), полученное с помощью нового 3D-микроскопа

Трехмерное изображение клетки рака легкого (слева) и клетки меланомы (справа), полученное с помощью нового 3D-микроскопа
Фото: Science

На иллюстрации выше представлены две клетки – рака легкого (слева) и клетка меланомы (справа). Если присмотреться к изображению клетки раковой опухоли легких, можно заметить на ней красные элементы, которые свидетельствуют о присутствии структурного белка актина, важного для движения клетки.

А что касается клетки меланомы, то на ее изображении участки красного цвета показывают активность сигнальной молекулы фосфоинозитид-3-киназы (PI3-киназы), которая контролирует такие важные процессы в клетке как метаболизм, рост, апоптоз (гибель), пролиферацию (разрастание ткани путем деления клеток).

Полученные с помощью трехмерного микроскопа изображения раковых клеток помогут медикам узнать подробнее о механизме их проникновения в другие ткани.