A rákanyagcsere vizsgálata mikroszkóppal
Egyre nagyobb hangsúlyt kap a rákkutatásban annak megértése, hogy a daganatok hogyan változtatják meg anyagcseréjüket, hogy ellenálljanak a kezeléseknek. Ahogy a rákos sejtek alkalmazkodnak a terápiákhoz, anyagcseréjük gyakran megváltozik, ami segíthet nekik túlélni és szaporodni az orvosi beavatkozások ellenére. Ez a metabolikus átprogramozásként ismert folyamat kulcsfontosságú tényező a kezelési rezisztencia kialakulásában.
Azonban ezeknek a változásoknak a tanulmányozására szolgáló jelenlegi módszerek költségesek, összetettek és gyakran károsítják vizsgált sejteket. A Kentucky Egyetem kutatói új, egyszerűbb megközelítést fejlesztettek ki a rákos sejtek metabolikus változásainak megfigyelésére, hozzáférhetőbb és hatékonyabb eszközt kínálva a rákkutatáshoz.
Amint arról a Biophotonics Discovery beszámolt, a csapat kifejlesztett egy új mikroszkópos technikát, amely szabványos fluoreszcens mikroszkópot használ képalkotó szoftverrel kombinálva. Ez a módszer lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megfigyeljék és elemezzék az egyes rákos sejtek metabolikus változásait anélkül, hogy drága berendezésekre vagy destruktív vizsgálatokra lenne szükség.
Kísérleteikben a kutatók a fej és nyak laphámsejtes karcinómára (HNSCC) összpontosítottak, egy olyan típusú rákra, amely gyakran ellenáll a sugárterápiának. Azt találták, hogy a sugárkezelés jelentős metabolikus változásokat okozott a sejtekben, különösen a HIF-1α[1] nevű fehérje aktiválásával, amely segít a sejteknek alkalmazkodni a daganatokban általában előforduló alacsony oxigénszinthez.
A csapat kereskedelmi forgalomban kapható metabolikus szondákat használt annak felmérésére, hogy a különböző HNSCC sejtvonalak hogyan reagálnak a sugárzásra. Felfedezték, hogy az egyik sejtvonal (rSCC-61) sokkal magasabb HIF-1α expressziót mutatott, mint egy másik, ami erősebb metabolikus eltolódásra utal a radiorezisztencia[2] felé. A HIF-1α gátlásával képesek voltak visszafordítani ezeket a változásokat, és érzékenyebbé tették a sugárzásra a radiorezisztens cellákat.
A tanulmány eredményei ígéretesek a rákos anyagcsere-feltárás jövője szempontjából. Egy önnyen hozzáférhető, alacsony költségű hagyományos fluoreszcens mikroszkóp a megfelelő képfeldolgozási technikákkal együtt hatékony eszköz lehet a metabolikus átprogramozásnak a rákterápiákkal szembeni rezisztencia kialakulásában játszott szerepének egysejtes szinten történő, hatékonyabb, költséghatékonyabb és roncsolásmentes vizsgálatához. Ezzel az innovációval a kutatók szélesebb köre számára válhat elérhetővé a tumorok anyagcseréjének tanulmányozása.
[1] A HIF-1 a sejteken belüli oxigén homeosztázis egyik fő szabályozója. Transzkripciós faktorként befolyásolja és szabályozza a homeosztázis fenntartásában szerepet játszó gének tucatjainak kifejeződését az oxigénkoncentráció változásával. A transzkripciós faktorok olyan fehérjék, amelyek a DNS-hez kötődve elősegítik vagy gátolják egy-egy gén kifejeződését, vagyis, hogy róluk mRNS-átíródás (transzkripció) történjen
[2] Sugárzásnak ellenálló