Kankeronderzoekers worstelen om tumorcellen te identificeren die verspreid zijn in niet-kwaadaardige weefsels, omdat tumorcellen de weefselomgeving uitbuiten en de beschikbare middelen monopoliseren om verder te groeien. Onderzoekers schrijven het vermogen van kankercellen om celsignalering en metabole routes te gebruiken die de normale celgroeibeperkingen opheffen, toe aan gecompliceerde chemische uitwisselingen tussen weefsel en tumorcellen. Een nieuwe benadering is veelbelovend om te beginnen met het analyseren van cel-tot-cel-interacties in deze complexe omgeving.

Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een nieuwe techniek gedemonstreerd om de stroom van biomoleculen in en rond solide tumoren in kaart te brengen. In een speciaal nummer van Bio-interfasen dat de nadruk legt op vrouwen op het gebied van biointerfacewetenschap, de groep gebruikt time-of-flight secundaire ionenmassaspectrometrie (ToF-SIMS) om te observeren hoe moleculen bewegen en hoe tumoren signalen naar hun micro-omgeving sturen en lokaal weefsel van hulpbronnen ondermijnen.

"Mensen gaan zien dat deze TOF-SIMS-techniek, in combinatie met kennis van het gedrag van tumorcellen, zullen onderzoekers in staat stellen te begrijpen wat er gebeurt op chemisch moleculair niveau, " zei Lara Gamble, een auteur op papier. "Zijn er bepaalde moleculen, lipiden of brandstoffen die tumoren wegzuigen uit reguliere weefsels om ze te helpen groeien?"

Tumorcellen kunnen lipiden uit naburige cellen opnemen om grotere membranen te helpen bouwen en energie te leveren voor opgeblazen tumorcellen. Bloedvaten kunnen ontregeld raken, het achterlaten van "bloedmeren" in tumoren waarvan sommige onderzoekers denken dat ze de groeiende tumor voeden.

Er zijn verschillende methoden ontwikkeld om te bepalen waar een tumor zich bevindt en hoe deze bindweefsel zoals bloedvaten gebruikt om de groei te ondersteunen, maar, tot voor kort, er is nog weinig bekend over de soorten signalen die tumoren gebruiken om dit te bereiken. Om deze vraag te beantwoorden, Gamble en haar collega's gebruiken TOF-SIMS om nanoschaalgebieden van een tumor op te blazen, zodat delen het monster verlaten en een massaspectrometer binnengaan. Dit apparaat scheidt en telt vervolgens moleculen op basis van hun molecuulgewicht.

Scangebieden van 800 nanometer of minder, de benadering genereert een kaart voor waar een bepaald molecuul aanwezig is in een tumormonster. Het duurt naar verluidt anderhalf uur om een ​​vierkante millimeter in kaart te brengen.

De groep testte hun techniek op een induceerbaar muismodel van pancreatische neuro-endocriene tumorigenese dat een gevestigde waarde is als een model voor het bestuderen van de interactie tussen oncogenen en tumorsuppressoren, die samen zeer agressieve kankers veroorzaken.

Wanneer in kaart gebracht, de micro-omgevingen van muizentumoren vertoonden significante veranderingen in het metabolisme. De ToF-SIMS-techniek was in staat om veranderingen in de normale stroom van een grote verscheidenheid aan moleculen te identificeren, variërend van grotere lipiden en nucleotiden tot enkele ionen.

Volgende, Gamble en haar groep zijn van plan hun techniek te gebruiken op eerdere tijdstippen van tumorinductie in een poging een reeks chemische signalen in kaart te brengen die het verhaal van de groei van pancreastumoren vertellen.

"We kijken ook of er sprake is van overspraak tussen tumoren, "Zei Gamble. "We zouden de moleculen willen identificeren die zowel tumorgroei kunnen initiëren als behouden."