В России выяснили, как меняются механические свойства клеток при раке молочной железы

❋ 5.1

Ученые Сеченовского Университета совместно с коллегами из Приволжского исследовательского медицинского университета и других научных центров показали, что злокачественные клетки молочной железы отличаются не только по биохимическим, но и по физическим характеристикам. В частности, при опухолевой трансформации клетки становятся более мягкими и легко деформируемыми, но при этом их клеточные мембраны — более вязкими и «плотными».

Сеченовский Университет

# злокачественная опухоль

# молочная железа

# онкология

# опухолевые клетки

# рак

Клетки рака молочной железы / © National Cancer Institute, Wikipedia

Размягчение опухолевых клеток — установленный еще в начале 2000-х годов факт, который даже предлагали использовать в качестве диагностического критерия. Однако в большинстве ранее проведенных исследований оценивалась главным образом жесткость клетки, определяемая состоянием цитоскелета.

«Между тем плазматическая мембрана обладает собственными механическими характеристиками, включая вязкость. Вопрос о том, как соотносятся вязкость мембраны и общая жесткость клетки в нормальных и опухолевых клетках, остается открытым. Его решение может способствовать уточнению диагностических критериев и прогностических подходов в онкологии», — пояснил заведующий отделом современных биоматериалов Института регенеративной медицины Сеченовского Университета Юрий Ефремов.

В работе сравнивались нормальные эпителиальные клетки молочной железы и клетки раковой опухоли молочной железы. Ученые использовали сразу несколько современных методов: атомно-силовую микроскопию для оценки модуля упругости клеток, флуоресцентную микроскопию для измерения вязкости клеточных мембран и масс-спектрометрию для анализа их липидного состава. Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в журнале Scientific Reports.

Оказалось, что раковые клетки значительно мягче нормальных и легче меняют форму. Это связано с нарушением структуры цитоскелета — внутреннего «каркаса» клетки, который в норме обеспечивает ее прочность и стабильность. У опухолевых клеток этот каркас менее организован, что облегчает их движение и проникновение в окружающие ткани.

При этом мембраны раковых клеток, напротив, оказались более вязкими. Такой эффект ученые связывают с изменением липидного состава мембраны: в ней возрастает содержание насыщенных жирных кислот и сфингомиелина — компонентов, которые делают мембрану более плотной. Одновременно снижается доля полиненасыщенных жирных кислот, отвечающих за ее текучесть.

По словам исследователей, сочетание мягкого «внутреннего скелета» и плотной мембраны может давать опухолевым клеткам эволюционное преимущество. С одной стороны, сниженная жесткость облегчает миграцию и инвазию, а с другой — более вязкая мембрана стабилизирует сигнальные платформы на поверхности клетки, помогая ей выживать и адаптироваться в агрессивной среде.

Полученные данные имеют важное значение для более глубокого понимания фундаментальных механизмов развития опухоли. В дальнейшем планируется проведение исследований в более сложных моделях, трехмерных клеточных культурах, более полно отражающих условия in vivo. Изучение таких «физических подписей» опухолевых клеток может в перспективе быть полезным в разработке новых диагностических подходов и методов терапии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Сеченовский Университет Минздрава России – ведущий медицинский исследовательский университет России, работающий с 1758 года. Сейчас в университете учатся более 26 тысяч студентов, в числе которых свыше 5,5 тысячи иностранцев из 90 государств. Среди 8,2 тысяч сотрудников 47 академиков РАН, более 2,2 тысяч кандидатов и докторов наук. В составе Первого МГМУ имени И. М. Сеченова действует крупнейший в России и Восточной Европе Клинический центр, в котором работает свыше 5 тысяч сотрудников, а половина врачей имеет ученую степень. В центре оказывают специализированную и высокотехнологичную помощь по 50 профилям. Ежегодно помощь получают более 500 тысяч пациентов. Сегодня Сеченовский Университет – единственный российский университет в топ-250 мирового рейтинга QS по направлению «Медицина» и в топ-100 по направлению «Фармация и фармакология», а также лучший российский университет по направлению «Медицина» шанхайского рейтинга Shanghai Ranking Consultancy и единственный медицинский университет России, который входит в ежегодный рейтинг Forbes «100 лучших российских вузов». В 2024 году вошел в топ-20 российских университетов в рейтинге RAEX («РАЭКС-Аналитика»), заняв 15 место. В топ-5 вузов России по влиянию на научное сообщество в рейтинге влиятельности российских университетов по версии RAEX. Также занял первые места в предметных рейтингах RAEX в направлениях «Медицина» и «Фармация», сохранил за собой третью строчку рейтинга в направлении «Биотехнологии и биоинженерия» и впервые вошел в десятку лучших в направлении «Технологии материалов». Первый среди медицинских университетов в рейтинге университетов стран БРИКС. Сеченовский Университет трансформируется в исследовательский медицинский университет мирового уровня. Одна из его приоритетных задач — развитие науки и прикладных исследований.