3D-микроскоп расскажет, как раковые клетки врастают в другие ткани

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

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.

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.