Архив журнала «Онкохирургия» за 2013 год
Сравнение механических свойств нормальных и трансформированных клеток с помощью силовой спектроскопии
Ефремов Ю.М., Багров Д.В., Докрунова А.А., Ломакина М.Е., Александрова А.Ю., Соколова О.С., Шайтан К.В.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Биологический факультет,
Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» РАМН,
Москва, Россия
Изучение процесса метастазирования привело к накоплению большого объёма данных, свидетельствующих о важности механических свойств клеток при злокачественной трансформации (Lekka et al., 2012). Известно, что жесткость клеток определяется, прежде всего, строением её цитоскелета, а именно актинового цитоскелета. Актиновый цитоскелет представляет собой сеть, образованную фибриллами актина (микрофиламентами) и составляющую, наряду с другими элементами цитоскелета, клеточный каркас. Актиновый цитоскелет отвечает за форму клетки, её способность к образованию протрузий и за клеточную подвижность. Подвижность метастазирующих клеток заметно повышена, что, кроме всего прочего, обеспечивается особенностями строения её актинового цитоскелета (Olson and Sahai, 2009). Эти же особенности могут приводить к существенному изменению механических свойств (жесткости) опухолевых клеток.
Для изучения жесткости живых клеток подходит только ограниченный круг методов. К таким методам относится атомно-силовая микроскопия (АСМ), а именно силовая спектроскопия – одна из методик АСМ (Efremov et al., 2011). Благодаря особенностям конструкции с помощью АСМ можно производить позиционирование с нанометровой точностью и измерять силы порядка единиц нН в условиях, близких к физиологическим.
В нашей работе с помощью АСМ было показано, что жесткость (модуль Юнга) опухолевых клеток намного ниже, чем у нормальных клеток. Исследования проводились на трёх клеточных системах. Первая система (система SV40-трансформации) включала нетрансформированные клетки линий MRC-5, являющиеся эмбриональными легочными фибробластами человека, и их производные – трансформированные клетки MRC-5V1 и MRC-5V2, полученные путем заражения исходной линии MRC-5 вирусом SV40; вторая система включала подкожные фибробласты человека 1036 и линию фибросаркомы человека НТ-1080; третья система включала клетки Vero из эпителия почки африканской зеленой мартышки и несколько линий эпителиальных клеток рака простаты (PC3, Du145, LNCaP). Пониженная жесткость трансформированных клеток была выявлена во всех системах.
По-видимому, пониженная жесткость и высокая эластичность помогают метастазирующим клеткам перемещаться во внутритканевых полостях, проползать сквозь внеклеточный матрикс и через стенки сосудов. Наши данные, наряду с работами других авторов (Lekka et al., 2012), подтверждают, что измеряемая с помощью АСМ жесткость может выступать биомаркером для диагностики опухолевых клеток на ранних стадиях и может помочь оценить их метастатический потенциал.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: .
Литература / References
- Efremov YuM, Bagrov DV, Dubrovin EV, Shaitan KV, Yaminskii IV. Atomic force microscopy of animal cells: Advances and prospects. Biophysics. 2011; 56, 257-267.
- Lekka M, Pogoda K, Gostek J, Klymenko O, Prauzner-Bechcicki S, Wiltowska-Zuber J, Jaczewska J, Lekki J, Stachura Z. Cancer cell recognition-Mechanical phenotype. Micron. 2012; 43, 1259-1266.
- Olson MF, Sahai E. The actin cytoskeleton in cancer cell motility. Clinical and Experimental Metastasis. 2009; 26, 273-287.
Стр. 80
Издательство
«Бионика Медиа»
Москва, ул. Профсоюзная, 57
(в здании НИИ "Полиграф")
Тел.: +7(495) 786-25-57
E-mail:
URL: bionika-media.ru
