Метод GlioTrace показал, как клетки глиобластомы распространяются в мозге

Исследователи Уппсальского университета разработали метод GlioTrace, который с помощью микроскопии и искусственного интеллекта отслеживает движение отдельных клеток глиобластомы в живой ткани мозга. С его помощью учёные изучили клетки опухолей шести пациентов и проверили, как на их перемещение влияют противоопухолевые препараты.

Глиобластома — одна из наиболее агрессивных форм рака мозга. Её клетки проникают в окружающую здоровую ткань за пределы участка, который можно удалить хирургически. Оставшиеся клетки могут способствовать возвращению болезни после лечения.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Для эксперимента клетки пациентов вырастили в мозге мышей, затем мозговую ткань нарезали тонкими срезами и поддерживали в лаборатории. Автоматический микроскоп снимал их с интервалом не более двух часов на протяжении пяти дней. Алгоритм находил отдельные клетки и отслеживал их перемещение, а статистические модели помогали оценить, как меняется их поведение.

«До сих пор мы в основном видели лишь отдельные снимки того, как распространяется глиобластома. Этот метод позволяет наблюдать за процессом в живой ткани мозга и сравнивать опухоли разных пациентов, а также изучать их реакцию на лечение», — сказал Хитеш Мангикия, исследователь кафедры иммунологии, генетики и патологии Уппсальского университета и один из ведущих авторов работы.

Клетки меняют способ передвижения

Опухоли заметно различались: одни клетки распространялись преимущественно вдоль кровеносных сосудов, другие — более равномерно через ткань мозга. При этом отдельная клетка могла менять форму и способ движения, переходя от перемещения вдоль сосудов к самостоятельному движению через ткань.

«Больше всего нас удивила гибкость опухолевых клеток. Одна и та же клетка может изменить способ передвижения всего за несколько дней», — отметила Мадлен Скеppас, аспирантка Уппсальского университета и соавтор исследования.

Два исследованных лекарственных вещества уменьшали подвижность и распространение клеток в срезах мозга. Эффект различался в опухолях разных пациентов и у клеток с разными типами движения. В некоторых моделях сочетание лучевой и химиотерапии увеличивало долю клеток определённой формы. Они относились к числу наиболее быстро движущихся и занимали центральное место в системе переходов между состояниями клеток. Учёные подчёркивают, что пока неизвестно, устойчивы ли такие клетки к лечению и могут ли они быть связаны с рецидивом.

GlioTrace может отслеживать клетки по всей площади среза мозга с помощью стандартных микроскопов. Программное обеспечение для анализа изображений разработали Мадлен Скеppас и коллеги из Чалмерского технологического университета и Гётеборгского университета; оно доступно другим исследователям бесплатно.

Профессор интегративных исследований рака Уппсальского университета Свен Неландер назвал наблюдение за тысячами клеток в реальном времени новой возможностью изучать их приспособление к окружающей среде. Однако пока GlioTrace предназначен только для исследований: прежде чем использовать его для выбора лечения пациентов, нужны дополнительные работы.

Оригинал этой публикации впервые появился на medstand.ru.