En af de mest uhyggelige ting ved kræft er den måde, den spreder sig, med kræftceller, der bryder fri og spreder sig i hele kroppen, lander i andre organer og begynder at vokse der. Processen, kendt som metastase, er ofte en dødsdom, det punkt, hvor de bedste kræftbekæmpelsesteknikker bliver ineffektive. Men det er vanskeligt at følge; vi mangler et middel til afbildning af hele systemer i detaljen, der er nødvendigt for at få øje på nogle få undvikende metastiserende celler.
Med henblik herpå har forskere ved University of Tokyos Graduate School of Medicine udviklet en metode til billeddannelse, der er offentliggjort i tidsskriftet Cell Reports, der viser metastase i realtid på niveau med individuelle celler. Teknikken er afhængig af modificerede kræftceller, der gløder, og en kemisk cocktail, der gør organer gennemsigtige, hvilket gør de fluorescerende signaler, der udsendes af de modificerede celler, lettere at se. Dette kan igen give et mere omfattende overblik og en bedre forståelse af metastase, som forskere kunne bruge til at udvikle bedre lægemidler.
”En af vanskelighederne ved analyse af kræftmetastase er, at den spreder sig overalt i kroppen, ” siger Hiroki Ueda, en farmakologiprofessor, der arbejdede med undersøgelsen. ”Det går til hjernen, bugspytkirtlen eller nyrerne. For at forstå hele billedet af metastasen er analyse af hele kroppen med høj opløsning… meget vigtig. ”
Når kræft metastaserer, kan nogen af disse celler, der flyder rundt i systemet, blive en vækst. Og det er vigtigt at fange dem alle. Ligesom bakterier, der udvikler resistens over for antibiotika, kan behandling af kræft med kemoterapi efterlade isolerede celler eller kolonier, og disse kan derefter blive medicinresistente fæstninger. At synliggøre processen i forskning kunne hjælpe forskere med at forstå, hvilke typer kræftceller der sandsynligvis danner det, de kalder ”ondartede forposter”, og hjælpe med at designe lægemidler specifikt til at bekæmpe dem.
Kontrolmus er til venstre, og den gennemsigtige mus, hvis organer er blevet gennemgået af en kemisk skylning, er til højre. (Kubota et al.) Vævsrensning - processen med at gøre celler mere gennemskinnelig - blev opfundet for omkring et århundrede siden og er blevet brugt til billeddannelse til kræftforskning, bakterielle infektioner og autoimmune sygdomme i mere end et årti. Ueda, hans samarbejdspartner Kohei Miyazono og deres team udviklede en anden, to-trins kemisk cocktail, der forbedrer detaljerne i forhold til den gamle metode. For at gøre det lettere at afbilde organerne havde forskerne brug for lys til at strømme lige gennem vævet uden at bryde for meget på grund af forskellige vævstætheder. Det første trin reducerer lipider, som bryder lys meget, og det andet trin øger brydningen i organernes omgivelser for bedre at matche det til orgelet, så lyset kan passere rent igennem. Processen resulterer i en visualisering klar nok til, at forskere kan se individuelle kræftceller.
For at teste metoden injicerede Ueda og Miyazono kræftceller i mus og aflivet dem på forskellige stadier. Detaljen på grund af clearingen gjorde det muligt for dem at se individuelle celler i vævet i forskellige organer, herunder hjerne, lunger, lever og tarme. Teoretisk, påpeger Ueda, kunne du se kræftcellerne med en anden teknik, 2D-histologi, hvor fine organiske skiver undersøges for kræftceller, men den tid, der kræves for at se nok skiver af hvert organ, er uoverkommelig. Vævsrensning i kombination med in vivo bioluminescens muliggør en tredimensionel scanning af et helt organ eller en hel krop meget hurtigt.
På dette tidspunkt er denne teknik virkelig kun nyttig i forskning, påpeger Takeshi Imai, professor i neurofysiologi ved Kyushu Universitets Graduate School of Medical Sciences, som ikke var involveret i studiet. Det er fordi processen dræber de væv, det fungerer på, og fordi normale kræftceller ikke lysstofrør. Men det skulle stadig være nyttigt, tilføjede han. ”Hvis du bruger musemodeller, kan du undersøge distribution af kræftceller i hele kroppen, som burde være nyttigt til at studere kræftmetastase… såvel som virkningen af kræftlægemidler, ” siger han. ”Tidligere blev patologiske undersøgelser kun udført på tynde skiver af væv.”
Men clearing kunne en dag bruges i biopsier, hvor en del af vævet fjernes. Og hvis metoden kunne forbedres, er der en mulighed for, at den kan fungere i levende emner.
”I fremtiden, i nær fremtid, kan måske denne form for teknik anvendes ikke kun til dyreforsøg, men også til menneskelige kliniske studier eller operationer, ” siger Ueda.
Dette er en 3D-scanning af en mus, hvis organer blev gjort gennemsigtige for bedre at studere, hvordan kræft spreder sig gennem kroppen. Høflighed Universitetet i Tokyo og cellerapporter
