Медицина ПНИПУ: создана модель, оценивающая способность раковых клеток к метастазированию

ПНИПУ: создана модель, оценивающая способность раковых клеток к метастазированию

Исследователи Пермского Политеха разработали математическую модель, позволяющую оценивать способность опухолевых клеток к метастазированию — процессу распространения рака по организму. Об этом сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.

Основную опасность онкологических заболеваний представляет не сама опухоль, а ее способность образовывать метастазы. Когда раковые клетки отделяются от первичного очага и распространяются по организму через кровь или лимфу, они могут формировать новые опухоли в других органах. По оценкам ученых, именно метастазирование является причиной до 90% смертей при раке.

Предсказать этот процесс крайне сложно. Современные методы диагностики — такие как компьютерная и магнитно-резонансная томография или биопсия — часто выявляют заболевание уже на поздних стадиях. При этом традиционный гистологический анализ позволяет определить тип опухоли, но практически не дает информации о том, насколько агрессивно она будет распространяться.

Чтобы покинуть первичную опухоль, раковым клеткам приходится буквально протискиваться через узкие межклеточные пространства и стенки сосудов. Такой путь связан с сильной механической нагрузкой. Однако в отличие от здоровых клеток, которые стремятся сохранять форму, опухолевые клетки становятся более мягкими и податливыми. Это происходит благодаря перестройке цитоскелета — внутреннего каркаса клетки. При этом старые связи разрываются, а новые формируются, что требует значительных затрат энергии.

До сих пор ученые изучали три ключевых фактора, влияющих на метастазирование, по отдельности: деформацию клетки, перестройку ее цитоскелета и энергетические затраты. Специалисты Пермского Политеха впервые объединили эти параметры в единую математическую модель и ввели общий показатель, отражающий агрессивность клетки и ее способность к миграции.

Проверив модель на экспериментальных данных о раковых клетках кожи, исследователи обнаружили неожиданную закономерность. Оказалось, что метастатические клетки обладают устойчивым «энергетическим поведением»: независимо от силы внешнего давления они тратят примерно одинаковое количество энергии на перестройку цитоскелета и изменение формы.

«Мы обнаружили, что метастатические клетки всегда расходуют большое и практически постоянное количество энергии на внутреннюю перестройку. Эта стабильная и высокая энергетическая активность может служить скрытым маркером их агрессивности», — рассказал доцент кафедры математического моделирования систем и процессов ПНИПУ Александр Никитюк.

На основе этого открытия ученые предложили новый количественный показатель — так называемую частоту диссипативных процессов. Он отражает, насколько энергозатратно и стабильно клетка меняет свою структуру под воздействием механической нагрузки. Повышенное значение этого параметра может указывать на высокий метастатический потенциал.

В будущем разработка может лечь в основу нового диагностического теста. Анализируя образец опухолевой ткани и проверяя, как клетки реагируют на механическое давление, врачи смогут быстро оценивать риск метастазирования. Это позволит раньше выявлять наиболее агрессивные опухоли и назначать пациентам более интенсивное лечение.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки

Самые свежие новости медицины в нашей группе на Одноклассниках

Источник

Похожие записи:

Заявление МИД РФ о стратегической безопасности вызвало бурную реакцию на ЗападеЗаявление МИД РФ о стратегической безопасности вызвало бурную реакцию на Западе

Бурную реакцию на Западе вызвало заявление нашего МИД, которое затрагивает вопросы стратегической безопасности. Россия больше не считает себя связанной самоограничениями на развертывание ракет средней и меньшей дальности наземного базирования. Закономерный

Минздрав рассмотрит отсрочку требований к коечному фонду онкоцентровМинздрав рассмотрит отсрочку требований к коечному фонду онкоцентров

Эксклюзив Минздрав рассмотрит возможность отсрочки вступления в силу требований к коечному фонду онкологических отделений. В противном случае частные клиники не смогут оказывать помощь, востребованную у онкопациентов и будут вынуждены закрыться,

Эксперт объяснил, почему нельзя заваривать чайные пакетики повторноЭксперт объяснил, почему нельзя заваривать чайные пакетики повторно

Заваривать чайные пакетики через какое-то время после первого использования нельзя, так как в питательной среде использованного пакетика размножаются грибки и бактерии. Об этом рассказал автор проекта «Мой чай» Сергей Шевелев.