La rigidez de la ECM asociado al tumor ha sido identificado como un factor significativo en la conducción de comportamiento maligno mediante el aumento de la contractilidad actomyosin 1-3. Mientras que este efecto se ha demostrado principalmente con células de cáncer de mama, la rigidez de la matriz se ha encontrado para alterar las propiedades invasivas de las células derivadas de una variedad de cánceres 4-8 lo que sugiere que la rigidez tumor pueden desempeñar un papel en otro tipo de cánceres. Para penetrar en los tejidos entrecruzados durante la migración invasivo, las células cancerosas utilizan protuberancias adhesivas actina-ricos conocidos como invadopodios que localizar proteinasas para degradar focalmente el ECM 9. Invadopodios se consideran una característica de las células invasoras y han sido implicados en la invasión de células tumorales y la metástasis 10,11. El trabajo previo ha mostrado que la rigidez de la matriz puede regular los números invadopodios y la degradación de ECM asociado 4,12 través de la miosina II actividad y proteínas mechanosensitive 12. Dado quecorrelación entre la densidad del tumor y la agresividad del cáncer 13,14, estos resultados sugieren un mecanismo por el cual las células cancerosas pueden responder a los tejidos tumorales rígidos para conducir la invasión y la metástasis a través de la contractilidad actomiosina.
En rigidez ECM vitro y en la densidad del tejido vivo se ha demostrado para regular el comportamiento invasivo de las células cancerosas 1,15-17. Mientras que la contractilidad actomyosin parece ser importante en este proceso, la corriente de conflicto estudios en cuanto a si la capacidad metastásica se correlaciona con aumento o disminución de las fuerzas contráctiles 6,18-20. Además, aún se desconoce si estas fuerzas median directamente la actividad invadopodios 21. Recientemente, hemos encontrado que las fuerzas contráctiles célula cancerosa dependían de la rigidez de la matriz y fueron predictivos de la degradación de ECM por invadopodios 5. Estos resultados sugieren que las fuerzas celulares pueden desempeñar un papel importante en la progresión del cáncer mediando invadopodios actividad en respuesta a las propiedades mecánicas del microambiente del tumor.
Para correlacionar propiedades invasivas y contráctiles de las células cancerosas 5, modificamos un protocolo para la creación de FCA con diferentes rigideces que se utilizó anteriormente para investigar la actividad invadopodios rigidez dependiente 4,12,22. Por reticulación químicamente fibronectina plasmática humana en todo el FCA, estos hidrogeles modificados se pueden utilizar como la base para tanto invadopodios y los ensayos de fuerza de tracción para asegurar que las células experimentaron las mismas rigideces en ambos experimentos 5. En los ensayos de invadopodios, la fibronectina proporciona un dominio de unión natural para la gelatina para vincular el ECM superpuesto a la FCA para detectar degradación de la matriz. En los ensayos de fuerza de tracción, la fibronectina proporciona un ligando para la adhesión celular directa para detectar desplazamientos de microesferas utilizadas para calcular las fuerzas de tracción celulares. Este método resulta en lo que hemos llamado blando, duro,y PAA rígidos que están unidos a los platos con fondo de cristal y tienen módulos de elasticidad, E, de 1.023, 7.307 y 22.692 Pa 5 que abarcan la gama de propiedades mecánicas reportados para los tejidos normales y cancerosos 23.