Kankercellen kunnen migreren naar bepaalde ‘sweet spot’-omgevingen

Illustratie van de kunstenaar van kankercellen

Nieuw onderzoek heeft ontdekt hoe kankercellen aangetrokken kunnen worden tot bepaalde mechanische “sweet spot”-omgevingen.

Discovery biedt inzicht in hoe kanker zich verspreidt en biedt een hulpmiddel voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingen.

Wetenschappers hebben ontdekt dat kankercellen aangetrokken kunnen worden tot bepaalde mechanische ‘sweet spot’-omgevingen, wat nieuwe inzichten oplevert in hoe kanker het lichaam binnendringt. De bevindingen kunnen wetenschappers en ingenieurs helpen beter te begrijpen hoe kanker zich verspreidt. De ontdekking kan ook leiden tot verbeterde toekomstige behandelingen.

De studie werd op 11 juli 2022 gepubliceerd in natuur materialen, een peer-reviewed, multidisciplinair wetenschappelijk tijdschrift. Het werk werd uitgevoerd door een internationaal team van onderzoekers onder leiding van ingenieurs van de University of Minnesota Twin Cities.

Volgens een eerdere studie door de door de Universiteit van Minnesota geleide groep, hebben cellen het vermogen om de stijfheid van hun omgeving te voelen, en hun vermogen om te bewegen is afhankelijk van die omgeving. Deze stijfheid varieert van stijf (botweefsel) tot zacht (vetweefsel) tot gemiddelde stijfheid (spierweefsel). Hun onderzoek toonde aan dat de cellen een “sweet spot” van stijfheid kunnen hebben, die niet te hard of te zacht is, waarin ze betere tractie hebben en sneller kunnen bewegen.

Kankercellen bewegen

Ingenieurs van de Twin Cities van de University of Minnesota hebben ontdekt dat kankercellen het lichaam binnendringen op basis van hun omgeving. De ontdekking geeft nieuw inzicht in hoe kanker zich verspreidt en kan toekomstige behandelingen verbeteren. Krediet: David Odde Laboratory, Universiteit van Minnesota

In deze studie ontdekten de wetenschappers dat niet alleen de stijfheid van de omgeving van invloed is op de snelheid waarmee cellen bewegen, maar ook op de richting waarin ze bewegen.

Jarenlang geloofden onderzoekers dat cellen altijd naar een stijvere omgeving zouden trekken. De wetenschappers van de Universiteit van Minnesota hebben echter voor het eerst waargenomen dat cellen daadwerkelijk kunnen bewegen naar een “sweet spot” die meer in het midden ligt.

“Deze ontdekking daagt het huidige denken in het veld uit, namelijk dat cellen alleen naar stijvere omgevingen gaan”, zegt David Odde, een professor aan de Twin Cities Department of Biomedical Engineering van de Universiteit van Minnesota en senior auteur van het onderzoek. “Ik denk dat deze bevinding de manier waarop mensen over dit fenomeen denken zal veranderen. Ons wiskundig model voorspelde, en we hebben door middel van experimenten aangetoond, dat cellen daadwerkelijk naar de zachtere kant kunnen bewegen.”


Een nieuwe studie onder leiding van Twin Cities-ingenieurs van de Universiteit van Minnesota biedt nieuwe inzichten in hoe kankercellen het lichaam binnendringen, wat onderzoekers zou kunnen helpen de ziekte te begrijpen en er behandelingen voor te ontwikkelen. De bovenstaande video toont de migratie van kankercellen over een periode van 24 uur naar een “sweet spot” in het midden van stijve en zachte omgevingen, weergegeven door het grijze vak onderaan.

Tijdens het onderzoek keken Odde en zijn team naar zowel hersenkanker als borstkankercellen. Ze plaatsten cellen tussen twee omgevingen – een stijver gebied en een zachter gebied – en observeerden waar ze zich ophoopten.

Het onderzoeksteam ontdekte ook dat sommige cellen, zoals de borstkankercellen die ze bestudeerden, een feedbackmechanisme hebben dat ervoor zorgt dat ze sterker vasthouden aan stijvere omgevingen, wat verklaart waarom veel eerdere onderzoeken cellen lieten zien die naar de stijvere kant gingen. Als je dat mechanisme echter genetisch uitschakelt, zullen de cellen meer naar het midden trekken.

“We zijn eigenlijk aan het decoderen hoe kankercellen weefsel binnendringen,” zei Odde. “Ze bewegen niet zomaar willekeurig. Ze hebben eigenlijk bepaalde manieren waarop ze zich graag verplaatsen, en als we dat kunnen begrijpen, kunnen we ze misschien beter laten struikelen.”

De volgende stap voor de onderzoekers is om deze informatie te gebruiken om een ​​simulator te bouwen die laat zien hoe kankercellen door een hele tumor bewegen, waardoor ze de bewegingen van cellen beter kunnen voorspellen op basis van hun omgeving.

Referentie: “Gerichte celmigratie naar zachtere omgevingen” door Aleksi Isumursu, Keun-Young Park, Jay Hou, Bo Cheng, Mathilde Mathieu, Ghaidan A. Shamsan, Benjamin Fuller, Jesse Kasim, M. Mohsen Mahmoodi, Tian Jian Lu, Guy M Genin, Feng Xu, Min Lin, Mark D. Distefano, Johanna Ivaska en David J. Odde, 11 juli 2022, Nature Materials.
DOI: 10.1038/s41563-022-01294-2

Dit onderzoek werd voornamelijk ondersteund door de National Institutes of Health en het National Science Foundation Science and Technology Center for Engineering Mechanobiology met aanvullende steun van het University of Turku Doctoral Program in Molecular Life Sciences, de Company of Biologists Traveling Fellowship, de Finnish Cultural Foundation, de Academie van Finland, de Sigrid Juselius Foundation, de Finse Kankerorganisatie, de National Natural Science Foundation of China, het Natural Science Basic Research Plan in de provincie Shaanxi in China, het Shaanxi Province Youth Talent Support Program en het Young Talent Support Plan van Xi’an Jiaotong-universiteit.

Naast Odde bestond het onderzoeksteam uit Jay Hou, Ghaidan Shamsan, Benjamin Fuller en Jesse Kasim van de afdeling Biomedische Technologie van de Universiteit van Minnesota; Universiteit van Minnesota Twin Cities Department of Chemistry onderzoekers Keun-Young Park, M. Mohsen Mahmoodi, en professor Mark Distefano; Universiteit van Turku, Finland, onderzoekers Aleksi Isomursu, Mathilde Mathieu en professor Johanna Ivaska; en Xi’an Jiaotong University-onderzoekers Bo Cheng, Tian Jian Lu, Guy Genin, Feng Xu en professor Min Lin.

Leave a Comment