À l'avenir, les médecins pourraient utiliser la méthode développée par les chercheurs pour suivre un patient au fil du temps afin de voir comment un médicament affecte les cellules cancéreuses du patient, a déclaré l'auteur principal Amy Rowat. Crédit :Todd Cheney/UCLA
Les biophysiciens de l'UCLA ont développé une nouvelle méthode pour déterminer rapidement la rigidité et la taille d'une seule cellule, ce qui pourrait finalement conduire à de meilleurs traitements contre le cancer et d'autres maladies.
La méthode permet aux chercheurs d'effectuer des mesures standardisées de cellules individuelles, déterminer la rigidité de chaque cellule et lui attribuer un numéro, généralement entre 10 et 20, 000, dans une unité de mesure appelée pascals. Les pascals peuvent être utilisés pour quantifier n'importe quel matériau, d'une cellule au caoutchouc, bois, titane et diamant.
"Mesurer des cellules avec notre instrument calibré, c'est comme mesurer le temps avec une horloge standardisée, " a déclaré l'auteur principal Amy Rowat, Professeur agrégé de biologie intégrative et de physiologie à l'UCLA. "Notre méthode peut être utilisée pour obtenir des mesures de rigidité de centaines de cellules par seconde."
La méthode, appelée cytométrie de déformabilité quantitative, ou q-DC, utilise un petit appareil (environ un pouce sur deux pouces), qui est fait d'un doux, caoutchouc souple similaire au matériau utilisé pour les lentilles de contact ; il a des puces de circuit intégré, comme ceux des ordinateurs. Les chercheurs utilisent des particules de gel contenant des molécules dérivées d'algues - avec une texture similaire à Jell-O, dont ils connaissent la rigidité - pour forcer les cellules à travers l'appareil. Les cellules se faufilent à travers de minuscules pores, environ 10 fois plus petit que la largeur d'un seul cheveu humain. Au fur et à mesure que les cellules s'écoulent dans l'appareil, les chercheurs prennent des vidéos à des milliers d'images par seconde, soit plus de 100 fois plus rapidement qu'une vidéo standard.
Auteur principal, Kendra Nyberg, étudiante diplômée de l'UCLA, construit l'appareil et y a placé des milliards de cellules. Pour cette recherche, qui est publié dans Journal biophysique , Rowat et Nyberg ont rapporté des cellules cancéreuses du sein. Les cellules cancéreuses sont généralement deux à cinq fois moins rigides que les cellules normales.
Kendra Nyberg. Crédit :Angelyn Nguyen/UCLA
À l'avenir, les médecins pourraient utiliser la méthode pour suivre un patient au fil du temps pour voir comment un médicament affecte les cellules cancéreuses du patient, dit Rowat. Les cellules tumorales pourraient être extraites de la personne ou prélevées sur une biopsie et analysées à l'aide de l'appareil, que Rowat a conçu.
La recherche fournira aux scientifiques un aperçu plus précis, méthode standardisée pour distinguer les cellules cancéreuses des cellules normales. Il est également susceptible de permettre aux médecins de prédire à quel point une cellule cancéreuse pourrait être invasive, et quels médicaments peuvent être les plus efficaces pour lutter contre le cancer. La méthode pourrait également aider à révéler quelles protéines sont importantes dans la régulation de l'invasion d'une cellule cancéreuse, ce qui pourrait être utile car les scientifiques possèdent des outils de biologie moléculaire pour bloquer des protéines particulières.
"En utilisant q-DC, nous pouvons évaluer très rapidement comment des traitements médicamenteux spécifiques affectent les propriétés physiques de cellules individuelles, comme la forme, taille et rigidité, et atteindre calibré, mesures quantitatives, " dit Rowat, membre du Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA.
Les chercheurs étendent maintenant la méthode pour l'appliquer à d'autres types de cellules cancéreuses. Ils aimeraient mieux comprendre la relation entre les propriétés physiques d'une cellule cancéreuse et la facilité avec laquelle les cellules cancéreuses peuvent se propager dans le corps. L'hypothèse de Rowat est que des propriétés telles que la rigidité, la taille des cellules et la capacité d'une cellule à changer de forme sont importantes pour permettre aux cellules cancéreuses de se déplacer.
Rowat et Nyberg peuvent également mesurer d'autres types de cellules, tels que les drépanocytoses et les globules rouges (qui sont altérés dans le diabète).
Rowat et ses collègues ont rapporté dans Rapports scientifiques en 2015, une méthode de dépistage appelée microfiltration parallèle qui utilise des informations sur les propriétés physiques d'une cellule pour classer de nombreux types différents de cellules cancéreuses.
