Aufgrund der Ergebnisse in flachen Labor Gerichte gesehen haben Biologen angenommen, dass Krebszellenbewegen sich durch den Körper in einem langsamen , ziellos Mode, einen berauschten Person, die nicht laufen können drei Stufen in einer geraden Linie ähnelt . Dieses Muster , genannt eine Irrfahrt , kann auch für Zellen, Reisen in zweidimensionalen Laborcontainer zu halten, aber der Johns Hopkins -Forscher haben entdeckt, dass für Zellen sich durch dreidimensionale Räume innerhalb des Körpers , die " betrunkene " Modell nicht gilt .
Diese Feststellung , in der Online Early Edition der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften berichtet, ist wichtig, weil es sollte , um genauere Ergebnisse für die Wissenschaftler, die führen , wie Krebs breitet sich durch den Körper , die oft eine düstere Prognose führen . Um diese dimensionale Uneinigkeit zu lösen, haben die Autoren der Studie eine neue mathematische Formel, die sie sagen, besser widerspiegelt das Verhalten von Zellen Migration durch 3D-Umgebungen produziert.
Die Forschung wurde von Denis Wirtz, der Universität Theophilus H. Smoot Professor betreut , mit Terminen in den Abteilungen der chemische und molekularbiologische Technik, Pathologie und Onkologie in Johns Hopkins ' Whiting School of Engineering und School of Medicine. Wirtz sagte der Entdeckung verstärkt die aktuelle Verschiebung hin zu untersuchen, wie Zellen in drei Dimensionen zu bewegen. Sein Labor -Team hat bereits Untersuchungen, die zeigen , dass die Zellen in 2D- und 3D- Umgebungen verhalten sich anders , die wie Krebs wandert im Körper wirkt durchgeführt.
"Krebszellen , die aus einem Primär wegbrechen Tumor sucht sich die Blutgefäße und Lymphknoten zu entkommen und metastasieren in entfernte Organe ", so Wirtz . " Für eine lange Zeit haben Forscher angenommen, dass diese Zellen ihren Weg zu dieser Blutgefäße durch Irrfahrten . In dieser Studie haben wir festgestellt , dass sie nicht . Stattdessen sahen wir, dass diese Zellen direkter, fast linear Trajektorien zu folgen. Dies gibt ihnen eine effizientere Möglichkeit , die Blutgefäße zu erreichen - . Und ein effektiver Weg, um Krebs zu verbreiten "
Für Forscher versuchen zu verstehen, wie Metastasen auf, fügte er hinzu, hat diese Entdeckung kritischen Auswirkungen. " Das bedeutet, dass die Zeit, diese Krebszellen benötigen, um ihren Weg aus Bindegewebe zu machen ist viel kürzer als in früheren Schätzungen ", so Wirtz , der vor kurzem hieß der Universität umge Propst für die Forschung.
Die Co-Lead Autoren der PNAS Papier waren Pei -Hsun Wu, ein Postdoctoral Fellow und Anjil Giri , Doktorand , die beide in der Abteilung für chemische und molekularbiologische Technik .
Wu sagte, das Team wusste, dass der anhaltende Random Walk mathematische Modell zur Charakterisierung von Zellbewegungen in flache Petrischalen entwickelt , wurde auch in 3D- Tests verwendet , was zu fragwürdigen Ergebnissen in der zweiten . "Es ist für beide Arten von Experimenten verwendet wurde , weil es einfach und bequem ", sagte Wu . "Aber es ist wirklich nicht gut passen , wenn Sie sich in 3D arbeiten . Unsere neue mathematische Modell funktioniert besser in 2D- und 3D- Tests. "
Die Forscher fanden heraus , dass die Zellen in einer 3D-Matrix weisen unterschiedliche Grßen der Bewegung in verschiedene Richtungen. Um dieses Problem anzugehen , die Team-Mitglieder verbessert die Originalformel durch die Identifizierung der Haupt- und Nebenrichtungen in dem die Zellen zu bewegen , zusammen mit den Geschwindigkeiten, mit denen die Zellen zu reisen und ihre Ausdauer. In Zellstudien , bezieht sich Beharrlichkeit , wie weit die Zellen bewegen sich in einer ziemlich geraden Linie , bevor die Richtung ändern . " Zellen, die durch eine 3D-Umgebung bewegen zu sein scheinen als die Richt bewegt über eine flache 2D- Oberfläche ", sagte Co-Lead Autor Giri . " Die unberechenbare " random walk "ist nicht weit verbreitet in einer 3D-Umgebung . "
Verbesserte mathematische Modell des Teams zur Untersuchung von Zellmigration wurde mit ihren Zeitschriftenartikel veröffentlicht , und die Forscher hoffen, dass andere Wissenschaftler , die versuchen, zu verstehen und zu verhindern, dass Krebsmetastasen schnell zu Eigen sind . Obwohl die Teammitglieder verwendet Fibrosarkom Krebszellen in der PNAS-Studie , sagte, dass sie das neue Modell kann auch verwendet werden , um zu verstehen das Verhalten von anderen Zelltypen , einschließlich derjenigen, die durch den Körper zu bewegen, um einen Beitrag zur Bekämpfung von Infektionen und die Heilung von Wunden beschleunigen .