Понимание того, как опухоли меняют свой метаболизм, чтобы противостоять лечению, становится все более важным в исследованиях рака. Поскольку раковые клетки адаптируются к терапии, их метаболизм часто меняется, что может помочь им выживать и процветать, несмотря на медицинские вмешательства. Этот процесс, известный как метаболическое перепрограммирование, является ключевым фактором в развитии резистентности к лечению.

Однако современные методы изучения этих изменений могут быть дорогостоящими, сложными и часто разрушительными для изучаемых клеток. Исследователи из Университета Кентукки разработали новый, более простой подход для наблюдения за этими метаболическими сдвигами в раковых клетках, предлагая более доступный и эффективный инструмент для исследования рака .

Как сообщается в Biophotonics Discovery , команда разработала новую технику микроскопии, которая использует стандартный флуоресцентный микроскоп в сочетании с программным обеспечением для визуализации. Этот метод позволяет ученым наблюдать и анализировать метаболические изменения в отдельных раковых клетках без необходимости в дорогостоящем оборудовании или деструктивном тестировании.

В своих экспериментах исследователи сосредоточились на плоскоклеточной карциноме головы и шеи (HNSCC), типе рака, который часто устойчив к лучевой терапии . Они обнаружили, что лучевая терапия вызывает значительные метаболические изменения в клетках, в частности, за счет активации белка HIF-1α, который помогает клеткам адаптироваться к низкому уровню кислорода, обычно встречающемуся в опухолях.

Команда использовала коммерчески доступные метаболические зонды для оценки того, как различные линии клеток HNSCC реагируют на радиацию. Они обнаружили, что одна линия клеток (rSCC-61) показала гораздо более высокие уровни экспрессии HIF-1α по сравнению с другой, что предполагает более сильный метаболический сдвиг в сторону радиорезистентности. Ингибируя HIF-1α, они смогли обратить вспять некоторые из этих изменений и сделать радиорезистентные клетки более чувствительными к радиации.

Эта новая технология может стать переломным моментом для исследователей, изучающих метаболизм рака. Используя легкодоступные и недорогие инструменты, ученые теперь могут проводить детальный анализ метаболических изменений в ответ на лечение на уровне отдельных клеток, открывая новые возможности для понимания и преодоления резистентности к лечению при раке.

Старший автор Цайган Чжу отмечает: «Исследование демонстрирует функциональную гибкость нашего нового оптического подхода к описанию ключевых метаболических изменений радиорезистентного и радиочувствительного плоскоклеточного рака головы и шеи под воздействием терапевтических препаратов, тем самым раскрывая роль перепрограммирования метаболизма в развитии устойчивости к противораковым препаратам».

Чжу отмечает, что этот подход был вдохновлен практическими трудностями, с которыми команда сталкивалась при попытках получить доступ к дорогостоящим метаболическим инструментам в прошлом, объясняя: «Эта работа была мотивирована практическими барьерами для доступа к дорогостоящим метаболическим инструментам, с которыми мы сталкивались в прошлом при изучении метаболизма опухолей. Наши демонстрации и результаты являются захватывающими, поскольку теперь у нас есть экономически эффективный подход к изучению метаболизма клеток на уровне отдельных клеток с минимальными требованиями к экспертизе».

Результаты этого исследования являются многообещающими для будущих открытий в области метаболизма рака. Стандартный флуоресцентный микроскоп вместе с надлежащими методами обработки изображений может стать мощным инструментом для изучения роли метаболического перепрограммирования в развитии устойчивости к противораковым препаратам на уровне отдельных клеток более эффективным, экономически выгодным и неразрушающим способом. Благодаря этому нововведению изучение метаболизма опухолей может стать более доступным для более широкого круга исследователей.