细胞力学研究使化疗更加友好

在癌症中，促成转移形成的关键因素是肿瘤细胞发生机械变形的能力。在克拉科夫的波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)，对细胞力学性能的研究已经进行了25年。与Jagiellonian大学医学院的医学生物化学系合作进行的最新研究涉及目前在前列腺癌化学疗法中使用的几种药物，特别是它们对癌细胞机械性能的影响。结果是乐观的：一切都表明可以减少某些药物的剂量而没有降低其有效性的风险。

化学疗法不仅对患者的癌细胞而且对体内的所有细胞都是一种极其残酷的攻击。通过使用它，医生希望更敏感的肿瘤细胞在健康细胞开始死亡之前就死亡。在这种情况下，至关重要的是要知道如何在给定的情况下选择最佳药物以及如何确定其最小剂量，这一方面将保证治疗的有效性，另一方面将使药物的不良反应最小化。治疗。

早在1999年，来自IFJ PAN的物理学家就表明癌细胞更容易机械变形。实际上，这意味着它们可以更有效地挤压循环系统和/或淋巴系统的狭窄血管。

Malgorzata Lekka教授说：“细胞的机械特性取决于细胞骨架的元素，例如我们检查的微管，微管蛋白(一种蛋白质)，肌动蛋白丝和由蛋白质(例如角蛋白或波形蛋白)制成的中间丝。”生物物理微结构部IFJ PAN并补充说：“细胞的生物力学测量是使用原子力显微镜进行的。根据需要，我们可以将探针或多或少地压在细胞上，从而获得机械响应。来自位于其表面(即细胞膜)或更深处(甚至位于细胞核)的结构。但是，为了获得有关药物作用的信息，我们必须评估每种类型的细胞骨架纤维对细胞机械性能的贡献。”

在当前报告的结果中，基于克拉科夫的物理学家介绍了使用市售DU145人前列腺癌细胞系进行的实验。选择该系是因为其具有抗药性。经过长期的药物暴露，这些细胞会随着时间的流逝而对药物产生抗药性，不仅不会死亡，甚至会开始分裂。

“我们专注于三种常用药物：长春氟宁，秋水仙碱和多西他赛的作用。它们均作用于微管，这是理想的，因为这些纤维对于细胞分裂至关重要。多西紫杉醇可稳定微管，因此也增加了肿瘤的刚度。细胞并使其难以在体内迁移。另外两种药物破坏了微管的稳定性，因此癌细胞可以迁移，但是由于细胞骨架的功能紊乱，它们无法分裂。”该论文的第一作者发表在著名的《纳米尺度》上。

克拉科夫的研究人员分析了药物治疗后24、48和72小时的细胞活力和机械性能，结果发现，暴露于药物后三天观察到最大的变化。这使他们能够确定两种药物浓度：一种较高的浓度可以破坏细胞，另一种较低的浓度可以使细胞存活，但发现它们的机械性能发生了变化。由于明显的原因，在后一种情况下细胞所发生的事情特别令人关注。对某些结果的精确解释需要多种工具，例如共聚焦显微镜和流式细胞仪。得益于与克拉科夫波兰科学院药理研究所，生物化学学院细胞生物学系的合作，它们的使用才得以实现，

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