Een microchip die de omstandigheden in het lichaam nabootst, heeft onthuld hoe tumorcellen overgaan naar een invasieve toestand, een belangrijke stap in de verspreiding van kanker.

De microchip, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF), is in staat een 3D-omgeving te creëren die sterk lijkt op de extracellulaire matrix (ECM) die cellen in het lichaam omringt. De ECM is een complex netwerk van eiwitten en andere moleculen dat structurele ondersteuning biedt aan cellen en hun gedrag reguleert.

In gezonde weefsels helpt de ECM tumorcellen onder controle te houden. Wanneer tumorcellen echter kwaadaardig worden, kunnen ze enzymen afscheiden die de ECM afbreken, waardoor ze uit de primaire tumor kunnen ontsnappen en omliggende weefsels kunnen binnendringen.

De UCSF-microchip kan dit proces nabootsen door tumorcellen bloot te stellen aan een verscheidenheid aan ECM-componenten en mechanische krachten. Hierdoor kunnen onderzoekers de moleculaire veranderingen bestuderen die optreden in tumorcellen terwijl ze overgaan naar een invasieve toestand.

De onderzoekers ontdekten dat tijdens het invasieproces verschillende belangrijke signaalroutes in tumorcellen worden geactiveerd. Deze routes omvatten de PI3K/AKT-route, de MAPK-route en de TGF-bèta-route. Het is bekend dat deze routes een rol spelen bij celgroei, overleving en migratie.

De onderzoekers ontdekten ook dat de ECM de expressie van genen in tumorcellen kan beïnvloeden. De aanwezigheid van collageen, een belangrijk onderdeel van de ECM, bleek bijvoorbeeld de expressie van genen die betrokken zijn bij celmigratie en invasie te verhogen.

De bevindingen uit deze studie bieden nieuwe inzichten in de moleculaire mechanismen die de invasie van tumorcellen controleren. Deze informatie zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen die zich op deze routes richten en voorkomen dat tumorcellen zich naar andere delen van het lichaam verspreiden.

"Onze microchip biedt een uniek platform voor het bestuderen van de complexe interacties tussen tumorcellen en de ECM", zegt hoofdauteur van het onderzoek, Dr. Shannon Stowers. "Dit onderzoek zou kunnen leiden tot nieuwe therapieën die voorkomen dat tumorcellen zich verspreiden en de vooruitzichten voor kankerpatiënten kunnen verbeteren."

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.