Apró felületi formák irányítják a rákos sejteket
A Griffith Egyetem kutatói kimutatták, hogy a mikroszkopikus visszahajló struktúrák – gombafejként elrendezett, apró, túlnyúló kalapok – és felületi kémiai összetétele befolyásolhatja a rákos sejtek megtapadását, terjedését és szaporodását. Egy agresszív, tripla-negatív emlőrákos sejtvonalat (MDA-MB-231) használva a kutatócsoport bebizonyította, hogy egyszerű tervezési szabályok segítségével a sejtek viselkedése irányítható a laboratóriumban. A tanulmányt az Advanced Materials Interfaces című folyóiratban tették közzé
Mik azok a visszahajló mikroszerkezetek?
A visszahajló mikroszerkezetek túlnyúló élekkel rendelkeznek, amelyek zárt tereket és ívelt felületeket hoznak létre. A kutatócsoport kör, háromszögletű és vonalas (mikrovonalas) kupakokkal ellátott tömböket gyártott két anyagból: hidrofil szilícium-dioxidból (SiO₂) és hidrofób szilícium-karbidból (SiC), és azt vizsgálta, hogy a geometria és a nedvesíthetőség hogyan befolyásolja a rákos sejtek reakcióit.
Egy laboratóriumi modell segítségével a csapat kimutatta, hogy az MDA-MB-231 rákos sejtek- egy invazív mellrák sejtjei – megtapadását, terjedését és szaporodását ezen apró szerkezetek görbéinek és kémiájának finomhangolásával tudják irányítani. „A sejtek nem csak a vegyi anyagokra reagálnak: »érzik« a környezetüket” – mondta Dr. Navid Kashaninejad, a Griffith Queensland Quantum and Advanced Technologies Research Institute (QUATRI) és a School of Engineering and Built Environment munkatársa.
„A görbület, a távolság és a felület kémiai összetételének megváltoztatásával befolyásolhatjuk, hogy az agresszív rákos sejtek hogyan kapcsolódnak és növekednek. Ezáltal reálisabb, tumorszerű laboratóriumi modelleket kapunk a gyógyszerszűréshez, és olyan implantátumok és bevonatok tervezéséhez, amelyek kevésbé barátságosak a rák számára.”
Vizsgálati protokoll
A kutatók MDA-MB-231 sejteket tenyésztettek az egyes felületeken, és három napon keresztül PrestoBlue metabolikus teszttel követték a növekedést, a fluoreszcens mikroszkóppal és pásztázó elektronmikroszkóppal (scanning electron microscope , SEM) pedig a terjedés és a citoszkeletális szervezet láthatóvá tételét.
Dr. Kashaninejad szerint a módszer a laboratóriumban pontosabban leképezte a valódi tumorok környezetét, ami nagyban javíthatja az új rákgyógyszerek tesztelését. „Ez megnyitja az ajtót a rákos sejtek terjedését megállító kezelések jobb azonosításának lehetőségei előtt is” – mondta. A jövőben ezt a megközelítést felhasználhatjuk olyan orvosi implantátumok vagy felületi bevonatok tervezésére, amelyek megnehezítik a rák növekedését. Módszerünk azt mutatja, hogy a rákos sejtek viselkedése pontosan hangolható a visszahajló mikrostruktúrák görbületével és kémiájával.” Ezek a struktúrák szerkezetileg is stabilak voltak, ami alátámasztja a hosszú távú felhasználásukat.