$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przebudowa macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) zachodzi podczas procesów fizjologicznych i patologicznych, takich jak angiogeneza i inwazja komórek nowotworowych. W warunkach fizjologicznych wiele typów komórek, głównie z linii krwiotwórczej, jest zdolnych do degradacji elementów ECM. Na przykład makrofagi są w stanie przekraczać bariery anatomiczne, aby dotrzeć do tkanek, a osteoklasty degradują macierz kostną, aby zapewnić homeostazę wapnia. Mówiąc bardziej globalnie, wszystkie matryce w organizmie odnawiają się, aby zachować swoje właściwości fizyczne i chemiczne. W tkankach nowotworowych skład mikrośrodowiska guza ulega zmianie. Na przykład w raku piersi i płuc kolagen typu I ulega nadekspresji i gromadzi się wokół guza. Co więcej, ta kumulacja wiąże się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia przerzutów1,2. Przerzuty nowotworowe są zależne od zdolności komórek rakowych do degradacji ECM i inwazji sąsiednich tkanek.
Inwazyjna aktywność komórek jest przypisywana wyspecjalizowanym strukturom bogatym w aktynę, znanym jako inwadosomy. Termin ten obejmuje podosomy i inwadopodia, które są obecne odpowiednio w komórkach normalnych i rakowych (np. Makrofagach, komórkach śródbłonka i komórkach rakowych, takich jak linia komórkowa raka piersi MDA-MB-231). In vitro inwadosomy mogą organizować się w różne kształty: kropki, agregaty lub rozety3. Klasycznie inwadosomy składają się z rdzenia F-aktyny zawierającego kilka białek, takich jak białko rusztowania Tks5 i kortaktyna, otoczone cząsteczkami płytki adhezyjnej, takimi jak integryny i winkulina4. Niedawno wykazano, że Tks5 i RhoGTPase Cdc42 mogą być używane jako minimalna sygnatura molekularna dla funkcjonalnych inwadosomów5. Struktury te są zdolne do degradacji ECM poprzez rekrutację i aktywację specyficznych białek metaloproteazy, takich jak MT1-MMP i MMP-26. W poprzednim badaniu informowaliśmy, że interakcja między włókienkami kolagenu typu I a receptorem domeny dyskoidyny 1 (DDR1), specyficznym receptorem włókien kolagenowych typu I, prowadzi do powstania nowej klasy inwadosomów, zwanych inwadosomami liniowymi. Liniowe inwadosomy powstają wzdłuż włókien kolagenu typu I7. Struktury te są zdolne do degradacji włókien kolagenu typu I poprzez rekrutację i aktywację MT1-MMP/MMP2. Co więcej, ich tworzenie jest zależne od Tks5 i Cdc425. In vitro wykazaliśmy istnienie liniowych inwadosomów i udział DDR1 w ich tworzeniu i aktywności8 przy użyciu różnych strategii składających się z kombinacji różnych elementów matrycy, w tym: i) fluorescencyjnych szkiełek nakrywkowych pokrytych żelatyną, ii) fluorescencyjnych szkiełek nakrywkowych pokrytych fibrylami kolagenowymi typu I oraz iii) czopów kolagenowych 3D typu I. Dzięki zastosowaniu różnych matryc byliśmy w stanie zbadać i scharakteryzować liniowe powstawanie inwadosomów oraz ich aktywność degradacyjną7,8.
Na koniec, aby lepiej zrozumieć biologię komórek inwazyjnych, zastosowano kombinację komponentów ECM w systemach hodowli 2D i 3D, naśladując złożoność składu mikrośrodowiska guza. Poniżej znajdują się protokoły powlekania szkiełek nakrywkowych żelatyną/kolagenem typu I w systemach hodowli 2D i 3D.