Опухоли характеризуются отличительными признаками, такими как преимущества избирательного роста, метаболическая перестройка и иммунная модуляция, которые интригующе способствуют усиленной миграции клеток, что является критическим злокачественным поведением опухолевых клеток. Эта особенность напрямую влияет на отдаленное метастазирование первичной опухоли, ставя под угрозу долгосрочную выживаемость пациентов 1,2,3. Преимущества селективного роста позволяют раковым клеткам вытеснять нормальные клетки, в то время как метаболическая перестройка поддерживает эту быструю пролиферацию, изменяя энергетические пути. В то же время, иммунная модуляция позволяет опухолям уклоняться от защитных сил организма. Исследования подчеркивают серьезность этой проблемы, показывая, что метастазирование в легкие, часто являющееся результатом усиленной миграции клеток, является терминальным событием, приводящим к смерти пациентов с различными видами рака4. Например, рак молочной железы5, карцинома шейки матки4 и остеосаркома6 составляют 20%, 9% и 30% таких случаев соответственно. Таким образом, оценка миграции опухолевых клеток стала неотъемлемой частью современных исследований в области онкологии, что еще раз подчеркивает многогранный характер прогрессирования опухоли.
Анализ заживления клеточных ран является простым в использовании методом измерения миграции клеток in vitro, часто используемым в онкологических исследованиях7. Большинство экспериментаторов используют наконечники для пипеток для создания клеточных ран вручную8. Несмотря на то, что такой метод может быстро и удобно формировать клеточные раны, он все еще имеет много ограничений, которые влияют на воспроизводимость и точность оценки миграции клеток. Во-первых, использование наконечников для пипеток для создания царапин вручную сильно зависит от рабочего угла, силы и скорости оператора, что влияет на повторяемость метода8. Во-вторых, дефекты клеток, генерируемые наконечником, обычно имеют зубчатые, а не прямые края, потому что наконечники пипеток представляют собой пластиковые изделия с определенной эластичностью. В некоторых исследованиях раны образуются путем помещения сборных культуральных вставок непосредственно в планшет для клеточной культуры для ограничения диапазона пролиферации клеток. Такой подход позволяет обойти ограничения метода, основанного на зондах, такие как неровные края и воспроизводимость. Тем не менее, даже при использовании биосовместимых материалов долгосрочное сосуществование встраиваемых материалов с клетками по-прежнему влияетна рост клеток. Кроме того, встраивание может также вызывать клеточные эпигенетические изменения в маргинальной зоне из-за ограничения контакта12. Кроме того, контактные вставки, изготовленные из биосовместимых материалов, дороги и сложны в повторном использовании, что ограничиваетих целесообразность. Таким образом, необходим новый, воспроизводимый и практичный инструмент для простой количественной оценки миграции клеток in vitro.
Основной целью данного метода является внедрение инновационного инструмента для количественной оценки миграции клеток in vitro в онкологических исследованиях, устранение ограничений существующих методов и повышение воспроизводимости и точности оценки клеточной миграции.
Обоснование разработки этой методики заключается в критической важности оценки миграции опухолевых клеток в онкологии. Опухоли демонстрируют отличительные признаки, в том числе преимущества избирательного роста, метаболическую перестройку и иммунную модуляцию, что способствует усиленной миграции клеток, что является фундаментальным аспектом злокачественных опухолей. Этот метод направлен на то, чтобы предоставить более надежные средства изучения клеточной миграции, способствуя более глубокому пониманию поведения опухоли.
Этот метод имеет существенные преимущества по сравнению с существующими методами. Ручные анализы царапин могут страдать от зависимой от оператора интерференции, в то время как вставки культур могут влиять на рост клеток и экспрессию генов. В отличие от этого, этот метод обеспечивает улучшенную повторяемость, точность и практичность, представляя собой экономически эффективное решение для измерения миграции клеток in vitro в онкологических исследованиях. Он удовлетворяет насущную потребность в надежном и доступном инструменте для изучения миграции клеток при различных типах рака, что делает его ценным дополнением к этой области.