Μια νέα τεχνολογική πλατφόρμα, που αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο, φιλοδοξεί να ρίξει φως σε ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της ογκολογίας: γιατί η καρδιά αποτελεί ένα από τα λιγότερο συχνά όργανα εμφάνισης καρκινικών μεταστάσεων.

Η συσκευή, που ονομάζεται Multi-organ Invasion Device (MInD), επιτρέπει τη μελέτη της εξάπλωσης των καρκινικών κυττάρων σε διαφορετικούς ιστούς υπό ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες. Τα πρώτα ευρήματα έδειξαν ότι επιθετικά καρκινικά κύτταρα του μαστού εισέβαλαν εύκολα σε τεχνητά κατασκευασμένο ηπατικό ιστό, αλλά παρουσίασαν σημαντικά μικρότερη διείσδυση στον καρδιακό ιστό.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications.

Σύνδεση διαφορετικών ιστών

Οι μεταστάσεις ευθύνονται για περισσότερο από το 90% των θανάτων που σχετίζονται με τον καρκίνο. Ωστόσο, οι μηχανισμοί που καθορίζουν σε ποια όργανα θα εξαπλωθούν τα καρκινικά κύτταρα δεν έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως.

Τα παραδοσιακά εργαστηριακά μοντέλα κυτταροκαλλιεργειών δεν αναπαράγουν επαρκώς την πολυπλοκότητα των ανθρώπινων ιστών, ενώ τα ζωικά μοντέλα δυσκολεύουν τη μελέτη της επίδρασης κάθε οργάνου ξεχωριστά.

Η νέα πλατφόρμα MInD συνδέει διαφορετικούς τεχνητά κατασκευασμένους ιστούς σε ένα ενιαίο σύστημα, μέσα από το οποίο κυκλοφορούν υγρά. Έτσι, οι επιστήμονες μπορούν να παρακολουθούν την κίνηση των καρκινικών κυττάρων και να μελετούν πώς το περιβάλλον κάθε ιστού επηρεάζει τη συμπεριφορά τους.

Παράλληλα, ανέπτυξαν ειδικούς σωληνίσκους από βιοδιασπώμενο ελαστικό πολυμερές, με τη χρήση τεχνικών τρισδιάστατης εκτύπωσης, οι οποίοι επιτρέπουν τη μετακίνηση κυττάρων και τη βιοχημική επικοινωνία μεταξύ των ιστών.

Ο καρδιακός ιστός περιορίζει τη διείσδυση των καρκινικών κυττάρων

Για να αξιολογήσουν τη λειτουργία της συσκευής, οι ερευνητές συνέκριναν την αντίδραση του καρδιακού και του ηπατικού ιστού στα καρκινικά κύτταρα του μαστού.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα καρκινικά κύτταρα κατευθύνονταν ευκολότερα προς τον ηπατικό ιστό, ενώ η διείσδυσή τους στον καρδιακό ήταν σημαντικά περιορισμένη.

Όταν μάλιστα οι δύο ιστοί και τα καρκινικά κύτταρα συνυπήρχαν στην ίδια συσκευή, τα κύτταρα εμφάνισαν σαφή προτίμηση προς το ηπατικό περιβάλλον. Επιπλέον, η παρουσία καρδιακού ιστού περιόρισε συνολικά τη διείσδυση.

Η ανάλυση πρωτεϊνών και γονιδιακής έκφρασης έδειξε ότι ο καρδιακός ιστός επηρεάζει βιολογικές οδούς που σχετίζονται με τη μετάσταση, την ανοσολογική απόκριση και τη μετακίνηση των κυττάρων, δημιουργώντας ένα περιβάλλον λιγότερο ευνοϊκό για την εγκατάσταση καρκινικών κυττάρων.

Νέες προοπτικές για την έρευνα και την ανακάλυψη φαρμάκων

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η MInD μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό εργαλείο για την κατανόηση των μηχανισμών που κάνουν ορισμένα όργανα ανθεκτικότερα στις μεταστάσεις.

Η δυνατότητα παρακολούθησης της συμπεριφοράς των καρκινικών κυττάρων σε πραγματικό χρόνο ενδέχεται να βοηθήσει στον εντοπισμό νέων θεραπευτικών στόχων και στην ανάπτυξη στρατηγικών περιορισμού της εξάπλωσης του καρκίνου.

Η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να αξιοποιηθεί ευρύτερα στη μελέτη ασθενειών και στη δοκιμή φαρμάκων, προσφέροντας ένα πιο σύνθετο εργαστηριακό μοντέλο της ανθρώπινης φυσιολογίας.

Προς το παρόν, τα ευρήματα αφορούν εργαστηριακά μοντέλα και δεν αποτελούν ακόμη θεραπευτική εφαρμογή σε ασθενείς.

Πηγή: Medical Xpress