Jedním z největších nebezpečí rakoviny je schopnost nádorových buněk pronikat do okolních tkání a následně se šířit do dalších částí těla. Nový počítačový nástroj vyvinutý v Brně dokáže šíření nádorových buněk v laboratorních modelech sledovat a podrobně měřit. Na práci výzkumné skupiny zapojené do Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NÚVR) upozornil web ústavu. Nová metoda by mohla usnadnit hledání účinnějších protinádorových léčiv.

Nádorové buňky se mohou z původního nádoru uvolňovat, pronikat do okolních tkání a v některých případech se následně šířit do dalších částí těla. Právě schopnost nádorů vytvářet metastázy patří mezi hlavní příčiny úmrtí onkologických pacientů. Výzkumníci proto hledají nejen nové způsoby, jak nádorové buňky ničit, ale také možnosti, jak zabránit jejich šíření.

Důležitou součástí tohoto výzkumu je sledování chování nádorových buněk v laboratoři. Dosavadní metody však mají své limity. Zvláště obtížné je přesně vyhodnocovat nádorové modely, které nemají pravidelný tvar nebo se jejich buňky rychle rozptylují do okolí.

Tým odborníků z Masarykovy univerzity proto vyvinul nový počítačový program, který dokáže z mikroskopických snímků vyhodnocovat, jak se nádorové buňky šíří do okolního prostředí. Výsledky publikoval odborný časopis ACS Measurement Science Au.

Mohlo by vás zajímat

Nádorové buňky jako ve skutečnosti

Pro výzkum autoři využili takzvané nádorové sféroidy. Jde o trojrozměrné shluky nádorových buněk, které v laboratorních podmínkách napodobují některé vlastnosti skutečných nádorů. Na rozdíl od běžných buněčných kultur, v nichž buňky rostou v jedné vrstvě, umožňují tyto modely lépe sledovat jejich vzájemné vztahy i chování v okolním prostředí.

Výzkumníci nádorové sféroidy umístili do kolagenového gelu, který představoval model okolní tkáně. Pomocí fluorescenčního mikroskopu pak pořizovali snímky zachycující změny v čase.

Nově vyvinutý program analyzuje dvourozměrné mikroskopické snímky trojrozměrných nádorových modelů. Dokáže na nich rozpoznat původní nádorový útvar a zachytit buněčné objekty, které se nacházejí mimo jeho hranice. Díky tomu mohou výzkumníci porovnávat, jak se chovají různé typy nádorových buněk nebo jak jejich šíření ovlivňují testované látky.

Experiment s agresivním nádorem mozku

Možnosti nové metody autoři ověřovali na několika typech nádorových buněk, včetně buněk kostních nádorů, rakoviny tlustého střeva a glioblastomu.

Právě glioblastom patří mezi nejagresivnější zhoubné nádory mozku. Jeho léčbu komplikuje mimo jiné schopnost nádorových buněk pronikat do okolní mozkové tkáně, což ztěžuje jejich úplné odstranění.

V laboratorním experimentu výzkumníci sledovali, jak se chovají modely glioblastomu po působení látky triptolid, u níž předchozí výzkum popsal schopnost omezovat migraci a invazivní chování těchto buněk.

Po 72 hodinách zaznamenali u modelů vystavených vyšší koncentraci triptolidu menší počet buněčných objektů mimo původní nádorový útvar než u kontrolních vzorků. U obou testovaných koncentrací navíc zjistili některé další příznivé rozdíly, například menší celkovou plochu objektů mimo původní útvar a jejich kratší průměrnou vzdálenost od něj.

Experiment tak ukázal, že nový nástroj dokáže zachytit změny v chování nádorových modelů po působení testované látky.

Neznamená to ovšem, že by triptolid představoval novou ověřenou léčbu glioblastomu. Výsledky pocházejí výhradně z laboratorních modelů, nikoli z klinického testování na pacientech.

Pomoc při hledání nových léků

Hlavním přínosem nové metody je možnost podrobněji a do značné míry automaticky vyhodnocovat chování nádorových buněk. Program dokáže pracovat nejen s celistvými nádory, ale i s těmi, jejichž hranice se během experimentu postupně rozpadají.

To je důležité zejména při porovnávání většího množství vzorků. Ruční vyhodnocování mikroskopických snímků bývá časově náročné. Navíc se může stát, že dva odborníci vyhodnotí stejný snímek odlišně, nebo že se výsledky budou mírně lišit i při opakovaném hodnocení jedním člověkem. Automatizovaná analýza pomáhá tyto rozdíly omezit.

K tématu

Autoři současně upozorňují na omezení metody. Program například nedokáže vždy přesně rozlišit jednotlivé buňky od jejich shluků. Z výsledných snímků také nelze jednoznačně určit, zda se buňky dostaly dál od původního nádoru vlastním pohybem, nebo zda se v okolí zároveň množily.

Nový nástroj proto zatím slouží především k hodnocení růstu a šíření nádorových modelů v laboratorních podmínkách. V budoucnu však může pomoci při výzkumu látek, které by dokázaly omezovat pronikání nádorových buněk do okolních tkání. Právě tato schopnost umožňuje některým zhoubným nádorům dále se šířit.