Usando células epiteliales de la superficie del ovario de ratones, Los investigadores de Virginia Tech han publicado los hallazgos de un estudio que creen que ayudará en la evaluación del riesgo de cáncer, diagnóstico de cáncer, y eficiencia del tratamiento en una revista técnica: Nanomedicina .

Al estudiar las propiedades viscoelásticas de las células ováricas de ratones, pudieron identificar diferencias entre las primeras etapas del cáncer de ovario y fenotipos más avanzados y agresivos.

Sus estudios mostraron que las células ováricas de un ratón son más rígidas y viscosas cuando son benignas. El aumento de la deformación celular "se correlaciona directamente con la progresión de una célula benigna no tumoral a una maligna que puede producir tumores y metástasis en ratones, "dijo Masoud Agah, director del Laboratorio de Sistemas Microelectromecánicos (MEMS) de Virginia Tech y el investigador principal del estudio.

Sus hallazgos son consistentes con un estudio de la Universidad de California en Los Ángeles que informó pulmones, seno, y las células metastásicas pancreáticas son un 70 por ciento más blandas que las células benignas.

Los hallazgos también respaldan los informes anteriores del grupo Agah sobre las propiedades elásticas de las líneas de células mamarias.

Agah trabajó con Eva Schmelz del Departamento de Nutrición Humana de Virginia Tech, Alimentos y ejercicio, Chris Roberts del Colegio Regional de Medicina Veterinaria de Virginia-Maryland, y Alperen N. Ketene, un estudiante de posgrado en ingeniería mecánica, en este trabajo apoyado por la National Science Foundation y el Instituto de Tecnología Crítica y Ciencias Aplicadas de Virginia Tech.

Se encuentran entre varios investigadores que intentan descifrar la asociación de eventos moleculares y mecánicos que conducen al cáncer y su progresión. Como tienen éxito, los médicos podrán tomar mejores decisiones de diagnóstico y tratamiento basadas no solo en la huella genética de un individuo, sino también en una firma biomecánica.

Sin embargo, dado que el cáncer tiene múltiples causas, varios niveles de gravedad, y una amplia gama de respuestas individuales a los mismos tratamientos, la investigación sobre la progresión del cáncer ha sido un desafío.

Un punto de inflexión en la investigación ha llegado con los recientes avances en nanotecnología, combinado con ingeniería y medicina. Agah y sus colegas ahora tienen la capacidad crítica de estudiar la capacidad elástica o de estiramiento de las células, así como su capacidad para adherirse a otras células. Estos estudios sobre la biomecánica de la célula, vinculados a la estructura de una célula "son cruciales para el desarrollo de fármacos para el tratamiento de enfermedades y métodos de detección, "Dijo Agah.

Usando un microscopio de fuerza atómica (AFM), una invención relativamente nueva según los estándares de investigación, son capaces de caracterizar la estructura celular con precisión a nanoescala. El microscopio analiza células cultivadas vivas y es capaz de detectar diferencias biomecánicas clave entre células cancerosas y no transformadas.

De estos estudios, las células cancerosas parecen más suaves o se deforman a un ritmo más alto que sus más saludables, contrapartes no transformadas, Dijo Agah. Además, su fluidez aumenta.

Los investigadores de Virginia Tech seleccionaron para estudiar el cáncer de ovario porque es uno de los tipos más letales en las mujeres y normalmente se diagnostica tarde en pacientes mayores cuando la enfermedad ya ha progresado y hecho metástasis.

Agah informó que no existía información previa sobre las propiedades biomecánicas de las células ováricas humanas tanto malignas como benignas. y cómo cambian con el tiempo.

Sin embargo, Los estudios con ratones realizados por este grupo interdisciplinario de investigadores de Virginia Tech han demostrado ahora cómo una célula, a medida que sufre una transformación hacia la malignidad, cambia su tamaño, pierde su diseño innato de una estructura estrechamente organizada, y en cambio adquiere la capacidad de crecer de forma independiente y formar tumores.

"Hemos caracterizado las células según su fenotipo en benignas tempranas, intermedio, y estadios tardíos del cáncer que se correspondían con sus propiedades biomecánicas, "Informó Agah.

"El modelo de cáncer de ovario de ratón representa una alternativa válida y novedosa para estudiar líneas celulares humanas y proporciona información importante sobre las etapas progresivas del cáncer de ovario, ", Comentaron Schmelz y Roberts.

"La viscosidad celular es una característica importante de un material porque todos los materiales exhiben alguna forma de deformación dependiente del tiempo, ", Dijo Agah. Este rasgo es una parte" imperativa "de cualquier análisis de células biológicas.

Sus hallazgos confirman que el citoesqueleto afecta las propiedades biomecánicas de las células. Los cambios en estas propiedades pueden estar relacionados con la motilidad de las células cancerosas y potencialmente su capacidad para invadir otras células.

"Cuando las células experimentan cambios en sus propiedades viscoelásticas, son cada vez más capaces de deformarse, estrujar, y migran a través de poros de tejido o vasculatura que limitan el tamaño a otras partes del cuerpo, "Dijo Agah.