En utilisant des cellules épithéliales de surface ovarienne de souris, des chercheurs de Virginia Tech ont publié les résultats d'une étude qui, selon eux, contribuera à l'évaluation du risque de cancer, diagnostic de cancer, et l'efficacité du traitement dans une revue technique : Nanomédecine .

En étudiant les propriétés viscoélastiques des cellules ovariennes de souris, ils ont pu identifier des différences entre les stades précoces du cancer de l'ovaire et les phénotypes plus avancés et agressifs.

Leurs études ont montré que les cellules ovariennes d'une souris sont plus rigides et plus visqueuses lorsqu'elles sont bénignes. L'augmentation de la déformation cellulaire "est directement corrélée à la progression d'une cellule bénigne non tumorale à une cellule maligne qui peut produire des tumeurs et des métastases chez la souris, " dit Massoud Agah, directeur du laboratoire de systèmes microélectromécaniques (MEMS) de Virginia Tech et chercheur principal de l'étude.

Leurs résultats sont cohérents avec une étude de l'Université de Californie à Los Angeles qui a rapporté des poumons, Sein, et les cellules métastatiques pancréatiques sont 70 pour cent plus molles que les cellules bénignes.

Les résultats soutiennent également les rapports précédents du groupe Agah sur les propriétés élastiques des lignées cellulaires mammaires.

Agah a travaillé avec Eva Schmelz du département de nutrition humaine de Virginia Tech, Nourriture, et exercice, Chris Roberts du Collège régional de médecine vétérinaire de Virginie-Maryland, et Alperen N. Ketene, un étudiant diplômé en génie mécanique, sur ce travail soutenu par la National Science Foundation et l'Institute for Critical Technology and Applied Science de Virginia Tech.

Ils font partie d'un certain nombre de chercheurs qui tentent de déchiffrer l'association d'événements moléculaires et mécaniques qui conduisent au cancer et à sa progression. Comme ils réussissent, les médecins seront en mesure de prendre de meilleures décisions en matière de diagnostic et de traitement en fonction non seulement de l'empreinte génétique d'un individu, mais également d'une signature biomécanique.

Cependant, puisque le cancer a de multiples causes, différents niveaux de gravité, et un large éventail de réponses individuelles aux mêmes traitements, la recherche sur la progression du cancer a été difficile.

Un tournant dans la recherche est venu avec les récents progrès de la nanotechnologie, combiné avec l'ingénierie et la médecine. Agah et ses collègues ont maintenant la capacité critique d'étudier la capacité d'élasticité ou d'étirement des cellules ainsi que leur capacité à adhérer à d'autres cellules. Ces études sur la biomécanique de la cellule, liés à la structure d'une cellule « sont cruciaux pour le développement de médicaments et de méthodes de détection, " a dit Aga.

A l'aide d'un microscope à force atomique (AFM), une invention relativement nouvelle selon les normes de recherche, ils sont capables de caractériser la structure cellulaire avec une précision nanométrique. Le microscope analyse les cellules vivantes cultivées et est capable de détecter les principales différences biomécaniques entre les cellules non transformées et cancéreuses.

De ces études, les cellules cancéreuses semblent plus molles ou se déforment plus rapidement que leurs cellules plus saines, contreparties non transformées, dit Agah. En outre, leur fluidité augmente.

Les chercheurs de Virginia Tech ont choisi d'étudier le cancer de l'ovaire car il s'agit de l'un des types les plus mortels chez les femmes et est normalement diagnostiqué tardivement chez les patientes plus âgées lorsque la maladie a déjà progressé et métastasé.

Agah a signalé qu'aucune information antérieure n'existait sur les propriétés biomécaniques des cellules ovariennes humaines malignes et bénignes, et comment ils évoluent dans le temps.

Cependant, les études sur la souris menées par ce groupe interdisciplinaire de chercheurs de Virginia Tech ont maintenant montré comment une cellule, au fur et à mesure qu'il subit une transformation vers la malignité, change de taille, perd sa conception innée d'une structure étroitement organisée, et acquiert à la place la capacité de se développer indépendamment et de former des tumeurs.

"Nous avons caractérisé les cellules selon leur phénotype en précocement bénignes, intermédiaire, et stades agressifs tardifs du cancer qui correspondent à leurs propriétés biomécaniques, " A rapporté Agah.

"Le modèle de cancer de l'ovaire murin représente une alternative valide et nouvelle à l'étude des lignées cellulaires humaines et fournit des informations importantes sur les stades progressifs du cancer de l'ovaire, " ont commenté Schmelz et Roberts.

"La viscosité cellulaire est une caractéristique importante d'un matériau car tous les matériaux présentent une forme de contrainte dépendante du temps, " A déclaré Agah. Ce trait est une partie "impérative" de toute analyse de cellules biologiques.

Leurs résultats confirment que le cytosquelette affecte les propriétés biomécaniques des cellules. Les modifications de ces propriétés peuvent être liées à la motilité des cellules cancéreuses et potentiellement à leur capacité à envahir d'autres cellules.

"Lorsque les cellules subissent des changements dans leurs propriétés viscoélastiques, ils sont de plus en plus aptes à se déformer, presser, et migrent à travers les pores limitant la taille des tissus ou du système vasculaire vers d'autres parties du corps, " a dit Aga.