数难以捉摸的循环肿瘤细胞在小鼠研究转移

当肿瘤生长在一个器官,他们也释放细胞进入血液。这些细胞可以旅行到其他器官,播种新的肿瘤转移。

麻省理工学院的工程师们已经开发出一种技术,首次允许他们来衡量这些循环肿瘤细胞的产生率(ctc)的老鼠。他们的方法,这也揭示了ctc存活多久一旦释放到血液中,可以帮助科学家了解不同类型的癌症扩散到整个身体。

“老鼠之间通过交换血液实时ctc计数时,我们获得了直接测量的速度ctc进入循环,需要多长时间他们了,”斯科特说这里离马纳利市,戴维·h·科赫教授工程在生物工程和机械工程的部门,科赫综合癌症研究所的一员,和该研究的资深作者。

使用他们的新系统,研究人员能够从ctc胰腺肿瘤以及两种类型的肺癌。

亚历克斯·米勒和巴沙尔·哈姆萨的博士研究生的科赫研究所访问学者,是论文的主要作者,今天在自然通讯。

捕获稀有细胞

循环肿瘤细胞在患者:一毫升的血液可能包含一至十这样的细胞。近年来,研究人员已经设计策略来捕获这些难以捉摸的细胞,它可以产生大量的肿瘤病人的信息,甚至可以帮助医生追踪治疗肿瘤是如何应对的。

“循环肿瘤细胞是有吸引力的,因为你可以让他们从血液进入肿瘤提供一个窗口。这是一个容易肿瘤进行活检,“这里离马纳利市说。

在老鼠身上,ctc更难找到因为老鼠只有多一点1毫升的血液。能够研究ctc在老鼠可以帮助研究人员回答许多杰出的问题如何迅速摆脱这些细胞肿瘤,他们存活多久在流通,以及如何有效地他们种子新的肿瘤,这里离马纳利市说。

试图回答一些问题,这里离马纳利市和他的学生设计了一个系统,让他们把血液从一只老鼠肿瘤和流到一个健康的老鼠。通过一个单独的管,健康老鼠的血液流回带有鼠标。该系统包括两个cell-counters(一个为每个鼠标),检测和去除血液中的循环肿瘤细胞。

使用这个设置,研究人员可以分析所有的血液从每个鼠标在不到一个小时。在确定浓度ctc的血液肿瘤的老鼠和健康的老鼠,他们可以计算的速度ctc生成在肿瘤鼠标。他们还可以计算半衰期的细胞——多长时间他们生存在血液中被清除之前的身体。

使用千斤顶实验室科赫研究所的成员,研究人员使用系统来研究小鼠三种不同类型的肿瘤:胰腺癌,小细胞肺癌和非小细胞肺癌。

他们发现ctc的半衰期是相当类似的之间的三种类型的肿瘤,与值40秒到250秒不等。然而,一代率显示更多的变化在不同肿瘤类型。小细胞肺癌,已知积极转移,可能超过每小时100000 ctc,而非小细胞肺癌和胰腺癌肿瘤只有每小时60 ctc。

先前的研究依赖注入肿瘤细胞系的细胞培养实验室里发现这些细胞有一个半衰期血流中只有几秒钟,但新的研究结果从这里离马纳利市的实验表明,内生ctc实际上持续比这长得多的时间。

生成转移

研究还表明,健康小鼠,收到ctc后来出现了转移,即使只交换几千ctc。他们发现ctc小细胞肺癌转移形成的接收者健康小鼠的肝脏,就像在小鼠肿瘤最初形成的。

”我们意识到这些ctc注射到健康接受者鼠标开始成长和创造转移,我们可以发现两个月后,“哈姆萨说。“这是令人兴奋的观察,因为它验证了我们的blood-exchange技术还可以用于轻轻注入一个可行的CTC血液样本在本土环境,而无需使用严厉的体外技术充实它。”

使用这种方法,研究人员现在希望研究不同药物治疗如何影响CTC的水平。“有了这个系统,我们可以查看实时ctc的浓度,所以我们可以进行药物治疗,看看它是如何影响半衰期时间和产生率,”米勒说。

研究人员还计划研究其他类型的癌症,包括白血病和淋巴瘤等血液癌症,使用这个系统。这种技术也可以用来研究其他类型的细胞的循环动力学,包括中性粒细胞等免疫细胞和自然杀伤细胞。

参考:哈姆萨B,米勒AB, Meier L, et al .测量血液动力学和转移倾向的ctc老鼠之间交换。Nat Commun。2021;12 (1):5680。doi:10.1038 / s41467 - 021 - 25917 - 5

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