Noe av det skumleste ved kreft er måten det sprer seg, med kreftceller som går løs og sprer seg i hele kroppen, lander i andre organer og begynner å vokse der. Prosessen, kjent som metastase, er ofte en dødsdom, poenget der de beste kreftbekjempende teknikkene blir ineffektive. Men det er vanskelig å følge; vi mangler et middel til å avbilde hele systemer i detalj som er nødvendig for å få øye på noen unnvikende metastaserende celler.
For det formål har forskere ved University of Tokyos Graduate School of Medicine utviklet en metode for avbildning, publisert i tidsskriftet Cell Reports, som viser metastaser i sanntid, på nivå med individuelle celler. Teknikken er avhengig av modifiserte kreftceller som gløder og en kjemisk cocktail som gjør organene gjennomsiktige, noe som gjør lysstoffsignalene som sendes ut av de modifiserte cellene lettere å se. Dette kan igjen gi et mer omfattende syn og bedre forståelse av metastase som forskere kan bruke for å utvikle bedre medisiner.
"En av vanskelighetene med å analysere kreftmetastasen er at den sprer seg hvor som helst i kroppen, " sier Hiroki Ueda, en farmakologiprofessor som arbeidet med studien. “Det går til hjernen, bukspyttkjertelen eller nyrene. For å forstå hele bildet av metastasen, er hele kroppsanalyser med høy oppløsning ... ganske viktig. ”
Når kreft metastaserer, kan noen av disse cellene som flyter rundt i systemet bli en vekst. Og det er viktig å fange dem alle. I likhet med bakterier som utvikler resistens mot antibiotika, kan behandling av kreft med cellegift forlate isolerte celler eller kolonier, og de kan da bli medisinsk resistente høyborg. Å synliggjøre prosessen i forskning kan hjelpe forskere til å forstå hvilke typer kreftceller som sannsynligvis vil danne det de kaller "ondartede utposter, " og bidra til å utforme medisiner spesielt for å bekjempe dem.
Kontrollmusen er til venstre, og den gjennomsiktige musen, hvis organer er blitt gjennomgått av en kjemisk skylling, er til høyre. (Kubota et al.) Vevsfjerning - prosessen med å gjøre celler mer gjennomskinnelig - ble oppfunnet for rundt hundre år siden, og har blitt brukt til avbildning for kreftforskning, bakterielle infeksjoner og autoimmune sykdommer i mer enn et tiår. Ueda, hans samarbeidspartner Kohei Miyazono, og teamet deres utviklet en annen, to-trinns kjemisk cocktail som forbedrer detaljene over den gamle metoden. For å gjøre det lettere å avbilde organene, trengte forskerne lys for å strømme rett gjennom vevet, uten å bryte for mye på grunn av forskjellige vevstettheter. Det første trinnet reduserer lipider, som bryter lys mye, og det andre trinnet øker brytningen i organenes omgivelser, for bedre å matche det til orgelet, slik at lyset kan passere rent gjennom. Prosessen resulterer i en visualisering tydelig nok til at forskere kan se individuelle kreftceller.
For å teste metoden injiserte Ueda og Miyazono kreftceller i mus og avlivet dem på forskjellige stadier. Detaljene på grunn av klaringen tillot dem å se individuelle celler i vevet i forskjellige organer, inkludert hjerne, lunger, lever og tarmer. Teoretisk, påpeker Ueda, kunne du se kreftcellene med en annen teknikk, 2D-histologi, der fine organskiver blir undersøkt for kreftceller, men tiden som kreves for å se nok skiver av hvert organ er uoverkommelig. Vevsfjerning, i kombinasjon med in vivo bioluminescens, tillater en tredimensjonal skanning av et helt organ, eller en hel kropp, veldig raskt.
På dette tidspunktet er denne teknikken egentlig bare nyttig i forskning, påpeker Takeshi Imai, professor i nevrofysiologi ved Kyushu Universitys Graduate School of Medical Sciences, som ikke var involvert i studien. Det er fordi prosessen dreper vevene den fungerer på, og fordi normale kreftceller ikke lysstoffrør. Men det skal fortsatt være nyttig, la han til. "Hvis du bruker musemodeller, kan du undersøke fordeling av kreftceller i skala i hele kroppen, noe som skal være nyttig for å studere kreftmetastase ... så vel som virkningen av kreftmedisiner, " sier han. "Tidligere ble patologiske undersøkelser bare utført på tynne skiver av vev."
Men rydding kan en dag brukes i biopsier, der en del av vevet fjernes. Og hvis metoden kan forbedres, er det en mulighet for at den kan fungere i levende fag.
"I fremtiden, i nær fremtid, kan det hende at denne typen teknikker ikke bare kan brukes på dyreforsøk, men også på kliniske studier eller operasjoner på mennesker, " sier Ueda.
Dette er en 3D-skanning av en mus hvis organer ble gjort gjennomsiktige for bedre å studere hvordan kreft sprer seg gjennom kroppen. Courtesy University of Tokyo and Cell Reports
