Nowotwory charakteryzują się wyraźnymi cechami, takimi jak selektywny wzrost, przemiany metaboliczne i modulacja immunologiczna, z których wszystkie intrygująco przyczyniają się do zwiększonej migracji komórek, co jest krytycznym złośliwym zachowaniem komórek nowotworowych. Ta cecha bezpośrednio wpływa na odległe przerzuty guza pierwotnego, zagrażając długotrwałemu przeżyciu pacjentów1,2,3. Selektywne korzyści wzrostu umożliwiają komórkom rakowym konkurowanie z normalnymi komórkami, podczas gdy przemiana metaboliczna wspiera tę szybką proliferację poprzez zmianę szlaków energetycznych. Jednocześnie modulacja immunologiczna pozwala guzom uniknąć mechanizmów obronnych organizmu. Badania podkreślają powagę tego problemu, pokazując, że przerzuty do płuc, często będące wynikiem wzmożonej migracji komórek, są śmiertelnym zdarzeniem prowadzącym do śmierci pacjentów z różnymi nowotworami4. Na przykład rak piersi5, rak szyjki macicy4 i kostniakomięsak6 stanowią odpowiednio 20%, 9% i 30% takich przypadków. Dlatego ocena migracji komórek nowotworowych stała się integralną częścią obecnych badań onkologicznych, co jeszcze bardziej podkreśla wieloaspektowy charakter progresji guza.
Test gojenia ran komórkowych to łatwa w użyciu metoda pomiaru migracji komórek in vitro, często stosowana w badaniach onkologicznych7. Większość eksperymentatorów używa końcówek pipet do ręcznego tworzenia ran komórkowych8. Chociaż taka metoda może szybko i wygodnie tworzyć rany komórkowe, nadal ma wiele ograniczeń, które wpływają na odtwarzalność i dokładność oceny migracji komórek. Po pierwsze, ręczne używanie końcówek do pipet do tworzenia zadrapań ma duży wpływ na kąt działania, siłę i prędkość operatora, co wpływa na powtarzalność metody8. Po drugie, defekty komórek generowane przez końcówki mają zwykle postrzępione krawędzie, a nie proste, ponieważ końcówki pipet są produktami z tworzyw sztucznych o określonej elastyczności9. Niektóre badania generują rany poprzez umieszczenie prefabrykowanych wkładek hodowlanych bezpośrednio na płytce hodowli komórkowej, aby ograniczyć zakres proliferacji komórek10. Takie podejście pozwala obejść ograniczenia metody opartej na końcówkach, takie jak postrzępione krawędzie i odtwarzalność. Jednak nawet w przypadku materiałów biokompatybilnych, długotrwałe współistnienie osadzenia z komórkami nadal wpływa na wzrost komórek11. Co więcej, osadzenie może również powodować komórkowe zmiany epigenetyczne w strefie brzeżnej z powodu ograniczenia kontaktu12. Ponadto wkładki kontaktowe wykonane z materiałów biokompatybilnych są drogie i trudne do ponownego wykorzystania, co ogranicza ich wykonalność13. W związku z tym potrzebne jest nowatorskie, powtarzalne i praktyczne narzędzie, które pozwoli łatwo określić ilościowo migrację komórek in vitro.
Głównym celem tej metody jest wprowadzenie innowacyjnego narzędzia do ilościowego określania migracji komórek in vitro w badaniach onkologicznych, rozwiązanie ograniczeń istniejących technik oraz zwiększenie odtwarzalności i dokładności w ocenie migracji komórek.
Uzasadnieniem rozwoju tej techniki jest krytyczne znaczenie oceny migracji komórek nowotworowych w onkologii. Guzy wykazują charakterystyczne cechy charakterystyczne, w tym korzyści związane z selektywnym wzrostem, przeprogramowaniem metabolicznym i modulacją immunologiczną, co przyczynia się do zwiększonej migracji komórek, podstawowego aspektu złośliwości raka. Metoda ta ma na celu zapewnienie bardziej niezawodnego sposobu badania migracji komórek, przyczyniając się do głębszego zrozumienia zachowania guza.
Ta metoda oferuje znaczne przewagi nad istniejącymi technikami. Ręczne testy zarysowań mogą ucierpieć z powodu zakłóceń zależnych od operatora, podczas gdy wkładki hodowlane mogą wpływać na wzrost komórek i ekspresję genów. W przeciwieństwie do tego, metoda ta oferuje lepszą powtarzalność, dokładność i praktyczność, stanowiąc opłacalne rozwiązanie do pomiaru migracji komórek in vitro w badaniach onkologicznych. Jest to odpowiedź na kluczowe zapotrzebowanie na niezawodne i dostępne narzędzie do badania migracji komórek w różnych typach nowotworów, co czyni je cennym uzupełnieniem tej dziedziny.