कैंसर के प्रसार की भविष्यवाणी करने का एक नया तरीका? वैज्ञानिक ट्यूमर कोशिकाओं के ‘चिपचिपाहट’ को देखते हैं

डिवाइस, जिसे एक अन्वेषक द्वारा शुरू किए गए परीक्षण में परीक्षण किया गया था, तरल पदार्थ से भरे कक्षों के माध्यम से ट्यूमर कोशिकाओं को धक्का देकर काम करता है और उन्हें इस आधार पर छाँटता है कि वे चैम्बर की दीवारों का कितना अच्छा पालन करते हैं। जब स्तन कैंसर के विभिन्न चरणों वाले रोगियों से प्राप्त ट्यूमर कोशिकाओं पर परीक्षण किया जाता है, तो शोधकर्ताओं ने एक हड़ताली पैटर्न पाया: आक्रामक कैंसर वाले रोगियों से कोशिकाएं कमजोर रूप से पालन (कम चिपचिपा) थीं, जबकि कम आक्रामक कैंसर वाले रोगियों से कोशिकाएं दृढ़ता से पालन (अधिक चिपचिपा) थीं।

निष्कर्ष 5 मार्च को प्रकाशित किए गए थे सेल रिपोर्ट।

यूसी सैन डिएगो जैकब्स स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में शू चिएन-जीन लेप डिपार्टमेंट ऑफ बायोइंजीनियर के एक प्रोफेसर के अध्ययन के वरिष्ठ लेखक एडम एंग्लर ने कहा, “हम इस परीक्षण में जो दिखाने में सक्षम थे कि कैसे चिपकने वाली ट्यूमर कोशिकाएं मरीजों को कम या ज्यादा आक्रामक कैंसर में छाँटने के लिए एक महत्वपूर्ण मीट्रिक हो सकती हैं।” “अगर हम इस पद्धति के साथ नैदानिक ​​क्षमताओं में सुधार कर सकते हैं, तो हम उन ट्यूमर के आधार पर उपचार योजनाओं को बेहतर ढंग से निजीकृत कर सकते हैं जो रोगियों के पास हैं।”

यूसी सैन डिएगो हेल्थ में मूरेस कैंसर सेंटर में व्यापक स्तन स्वास्थ्य केंद्र के निदेशक ऐनी वालेस के सहयोग से, एंगलर लैब द्वारा पिछले शोध ने पहले ही स्थापित कर दिया था कि कमजोर रूप से पालन करने वाले कैंसर कोशिकाओं को जोरदार रूप से पालन करने वाली कोशिकाओं की तुलना में अन्य ऊतकों पर प्रवास और आक्रमण करने की अधिक संभावना है। अब रोगी ट्यूमर के साथ, टीम ने इस अंतर्दृष्टि को एक कदम आगे ले लिया है, यह दर्शाता है कि ट्यूमर कोशिकाओं की आसंजन शक्ति परिवर्तनशील है और अगला कदम यह निर्धारित करने के लिए होगा कि क्या आसंजन पूर्वानुमान में मदद कर सकता है कि क्या किसी मरीज के कैंसर को मेटास्टेसाइज करने की संभावना है।

उनके नवीनतम अध्ययन ने एक प्रारंभिक चरण के स्तन कैंसर में सेल आसंजन की जांच की, जिसे डक्टल कार्सिनोमा इन सीटू (डीसीआईएस) के रूप में जाना जाता है। अक्सर चरण शून्य स्तन कैंसर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, डीसीआई हानिरहित रह सकता है, कभी भी दूध नलिकाओं से परे प्रगति नहीं करता है जहां यह बनता है। लेकिन कुछ मामलों में, यह आक्रामक स्तन कैंसर में विकसित होता है जो संभावित रूप से जीवन के लिए खतरा हो सकता है। वैज्ञानिकों और डॉक्टरों ने यह निर्धारित करने की कोशिश में वर्षों बिताए हैं कि किन मामलों को आक्रामक उपचार की आवश्यकता होती है और जिन्हें अकेला छोड़ा जा सकता है, लेकिन उत्तर मायावी बने हुए हैं।

वर्तमान नैदानिक ​​निर्णय अक्सर DCIS घाव के आकार और ग्रेड पर भरोसा करते हैं, लेकिन ये कारक हमेशा इसके व्यवहार की भविष्यवाणी नहीं करते हैं।

“बेहतर भविष्यवाणी करने के लिए एक तंत्र होने के नाते जो DCIS अधिक आक्रामक व्यवहार करने जा रहा है, जैसे कि इस आसंजन मॉडल के साथ देखा जाता है, इस प्रकार के कैंसर का इलाज करने में हमारी मदद करने के लिए महान वादा कर सकता है,” वालेस ने कहा। “हम आवश्यक नहीं होने पर आक्रामक सर्जरी, दवाओं और विकिरण के साथ अधिक-इलाज नहीं करना चाहते हैं, लेकिन हमें उन लोगों का उपयोग करने की आवश्यकता है जब कैंसर में उच्च आक्रामक क्षमता होती है। हम चिकित्सा को निजीकृत करना चाहते हैं।”

“अभी, हमारे पास यह पहचानने का एक विश्वसनीय तरीका नहीं है कि कौन से डीसीआईएस रोगियों को अधिक आक्रामक स्तन कैंसर विकसित करने का खतरा है,” एंग्लर ने कहा। “हमारा डिवाइस इसे बदल सकता है।”

टीम का डिवाइस, जो मोटे तौर पर एक इंडेक्स कार्ड का आकार है, में माइक्रोफ्लुइडिक चैंबर्स होते हैं, जो स्तन ऊतक में पाए जाने वाले चिपकने वाले प्रोटीन के साथ लेपित होते हैं, जैसे कि फाइब्रोनेक्टिन। जब ट्यूमर कोशिकाओं को कक्षों में रखा जाता है, तो वे फाइब्रोनेक्टिन कोटिंग का पालन करते हैं। फिर उन्हें कतरनी तनाव बढ़ाने के अधीन किया जाता है क्योंकि चैंबरों के माध्यम से द्रव प्रवाह होता है। यह देखकर कि कोशिकाएं विशिष्ट तनाव के स्तर के तहत अलग हो जाती हैं, शोधकर्ता उन्हें कमजोर या दृढ़ता से पालन करने वाले के रूप में वर्गीकृत करते हैं।

टीम ने 16 रोगियों के नमूनों पर डिवाइस का परीक्षण किया। इन नमूनों में सामान्य स्तन ऊतक, डीसीआईएस ट्यूमर और आक्रामक स्तन कैंसर ट्यूमर शामिल थे जो आक्रामक डक्टल और लोबुलर कार्सिनोमस के रोगियों से प्राप्त होते हैं। प्रयोगों से पता चला कि आक्रामक स्तन कैंसर के नमूनों में कमजोर रूप से पालन करने वाली कोशिकाएं होती हैं, जबकि सामान्य स्तन ऊतक के नमूनों में दृढ़ता से पालन करने वाली कोशिकाएं होती हैं। DCIS के नमूनों ने मध्यवर्ती आसंजन स्तर दिखाया, लेकिन रोगियों में महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता के साथ।

अध्ययन के सह-प्रथम लेखक मैडिसन केन ने कहा, “दिलचस्प बात यह है कि एक ही रोग उपप्रकार के भीतर रोगी से रोगी तक बहुत अधिक विषमता है।” एंगलर लैब में छात्र। “डीसीआईएस रोगियों में, उदाहरण के लिए, हमने कुछ दृढ़ता से पालन करने वाले ट्यूमर कोशिकाओं और कमजोर रूप से पालन करने वाली कोशिकाओं के साथ अन्य लोगों को पाया। हम परिकल्पना करते हैं कि कमजोर रूप से पालन करने वाले कोशिकाओं वाले लोगों को आक्रामक कैंसर के विकास का अधिक जोखिम होता है, और वे संभवतः अपने रोगी देखभाल योजना की शुरुआत में कम कर रहे हैं।”

टीम ने अगले पांच वर्षों में DCIS रोगियों को ट्रैक करने की योजना बनाई है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि क्या आसंजन शक्ति मेटास्टेटिक प्रगति के साथ सहसंबंधित है। यदि उनकी परिकल्पना हो जाती है, तो डिवाइस ऑन्कोलॉजिस्ट को उपचार रणनीतियों को निर्देशित करने के लिए एक शक्तिशाली नया उपकरण प्रदान कर सकता है, जो उन रोगियों के लिए अधिक आक्रामक हस्तक्षेप की सिफारिश करता है जिनके ट्यूमर कोशिकाएं कमजोर आसंजन दिखाती हैं।

“हमारी आशा है कि यह उपकरण हमें उच्चतम जोखिम वाले लोगों को संभावित रूप से पहचानने की अनुमति देगा, ताकि हम मेटास्टेसिस होने से पहले हस्तक्षेप कर सकें,” एंग्लर ने कहा।

यह परियोजना अंतःविषय सहयोग के महत्व पर प्रकाश डालती है। एंग्लर की बायोइंजीनियरिंग टीम ने मूरेस कैंसर सेंटर में वालेस की टीम के साथ मिलकर काम किया, जिसने रोगी के नमूने और समर्थन प्रदान किए। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (NIH) से फंडिंग, जिसमें Moores कैंसर सेंटर में साझा संसाधनों और सुविधाओं का समर्थन करने वाले अनुदान शामिल हैं, साथ ही परियोजना पर काम करने वाले छात्र शोधकर्ताओं के लिए प्रशिक्षण अनुदान भी, डिवाइस के विकास और नैदानिक ​​अध्ययन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

“यह डॉ। वालेस और मूरेस कैंसर सेंटर के साथ एक महान साझेदारी रही है,” एंग्लर ने कहा। “उनके समर्थन में इस तरह से अन्वेषक द्वारा शुरू किए गए परीक्षणों को आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई गई है। हम उन सभी अलग-अलग फंडिंग तंत्रों के लिए भी बहुत आभारी हैं जो सुविधाओं, प्रशिक्षण और प्रयोगशाला के काम का समर्थन करते हैं, जो इस तरह के शोध को संभव बनाते हैं।”

पूर्ण अध्ययन: “ट्यूमर कोशिकाओं की आसंजन शक्ति विवो में मेटास्टेटिक रोग की भविष्यवाणी करती है।” सह-लेखकों में मैडिसन ए। केन*, कैथरीन जी। बर्मिंघम*, बेंजामिन योमन*, नील पटेल, हेले स्पेरिंडे, थॉमस मोल्ली, प्रंजलि बेरी, जेरेमी तुली, आदित्य कुमार, सारा क्लेन, सोमा ज़ारे, ऐनी वालेस और एडम जे। एंग्लर, यूसी सैन डाइगो शामिल हैं; और पैराग कटिरा, सैन डिएगो स्टेट यूनिवर्सिटी।

*इन लेखकों ने इस काम में बराबर योगदान किया है

इस काम को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (R01CA280279, R01CA206880 और R21CA217735), नेशनल साइंस फाउंडेशन (CMMI-1763139, CMMI-1763132), CY PRESS RESERCHS ADRAYS ARCHERGER v।