Αφηρημένο

Νέοι έχουν μηχανικές ιδιότητες των κυττάρων έχουν αναγνωριστεί ως βιοδείκτη για την κυτταρική κυτταροσκελετού οργάνωση. Όπως χημικές επεξεργασίες οδηγούν σε ανακατατάξεις των κυττάρων του κυτταροσκελετού, ως εκ τούτου, οι τροποποιήσεις των κυτταρικών μηχανικές ιδιότητες, τη διερεύνηση κυτταρικές μεταβολές μηχανική ιδιότητα παρέχει διορατική γνώση στις επιδράσεις των χημικών επεξεργασιών σε καρκινικά κύτταρα. Σε αυτή τη μελέτη, τα αποτελέσματα της οκτώ διαφορετικές αντικαρκινικών φαρμάκων επί των μηχανικών ιδιοτήτων των καρκινικών κυττάρων ανθρώπινου προστάτη (PC-3) ερευνήθηκε χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο που αναπτύχθηκε πρόσφατα ελέγχου που βασίζεται σε μέτρηση νανοσκληρομέτρησης (CNM) σχετικά με μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM). Το πρωτόκολλο CNM ξεπερνά τα όρια των άλλων υφιστάμενων μεθόδων στο-υγρού μέτρηση νανοσκληρομέτρησης των ζωντανών κυττάρων σε AFM, ιδιαίτερα για τη μέτρηση των μηχανικών ιδιοτήτων των ζωντανών κυττάρων. μέτρο ελαστικότητας του Young του PC-3 κύτταρα αντιμετωπίζονται από τα οκτώ ναρκωτικά μετρήθηκε με διαφορετικά ποσοστά φόρτωσης δύναμη πάνω από τρεις τάξεις μεγέθους, και σε σύγκριση με τις τιμές του ελέγχου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο συντελεστής Young των κυττάρων PC-3 αυξήθηκαν σημαντικά από τις οκτώ φάρμακα που δοκιμάστηκαν, και έγινε πολύ πιο έντονη καθώς το ποσοστό του φορτίου δύναμη αυξήθηκε. Επιπλέον, δύο διακριτές τάσεις εκφράζεται σαφώς, όπου κάτω από τη θεραπεία Δισουλφιράμη, πακλιταξέλη, και MK-2206, ο συντελεστής εκθέτη της λειτουργίας κατά συχνότητα μέτρο παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητο, ενώ με το Celebrex, BAY, Totamine, ΤΡΑ, και Vaproic οξύ, το εκθετικό ρυθμό αυξήθηκε σημαντικά

Παράθεση:. Ρεν J, Huang η, Liu Υ, Zheng Χ, Ζου Q (2015) Μια Ατομικής Δύναμης μικροσκόπιο μελέτη αποκάλυψε δύο μηχανισμούς στην επίδραση των αντικαρκινικών φαρμάκων στην εξαρτώμενη από το ρυθμό Μέτρο του Young ανθρώπινων κυττάρων του καρκίνου του προστάτη. PLoS ONE 10 (5): e0126107. doi: 10.1371 /journal.pone.0126107

Ακαδημαϊκό Επιμέλεια: Etienne Dague, LAAS-CNRS, Γαλλία

Ελήφθη: 3η Οκτωβρίου 2014? Αποδεκτές: 30 του Μάρτη 2015? Δημοσιεύθηκε: May 1, 2015

Copyright: © 2015 Ren et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του χαρτιού

Χρηματοδότηση:. η εργασία αυτή χρηματοδοτήθηκε από τον οργανισμό NSF επιχορήγηση βραβείο CAREER CMMI-1066055 (https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=1066055) και επιχορήγηση IDBR (DBI- 1353890) (https://www.nsf.gov/awards/award_visualization_noscript.jsp?org=CMMI®ion=US-NJ instId=0026294000).

Competing ενδιαφέροντα: Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Μηχανικές ιδιότητες των ζωντανών κυττάρων είναι γνωστό ότι συνδέεται στενά με το στάδιο της ανάπτυξης και της λειτουργικότητας των κυττάρων.. Οι αλλαγές στις μηχανικές ιδιότητες έχουν αναγνωριστεί ως ένας δείκτης της παθολογικής τροποποιήσεων κυττάρων [1-3] και ως εκ τούτου, μπορεί να χρησιμεύσει ως βιοδείκτη για την κυτταρική φαινοτυπική εκδηλώσεις, για παράδειγμα, αυτές που σχετίζονται με την κυτταρική προσκόλληση και την οργάνωση του κυτταροσκελετού [4-6]. Ειδικότερα, ως απάντηση στις περιβαλλοντικές ή /και μηχανικές μεταβολές κατάσταση, κυτταρική κυτταροσκελετού υποβάλλεται σε δυναμικές ανακατατάξεις, η οποία, σε αντάλλαγμα, προκαλεί περαιτέρω αλλαγές στις κυτταρικές μηχανικές ιδιότητες [7]. Ως εκ τούτου, οι μελέτες των μηχανικών ιδιοτήτων των κυττάρων συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση των αποκρίσεων κυττάρων σε χημικές κατεργασίες, συμπεριλαμβανομένων φαρμακευτικές αγωγές των καρκινικών κυττάρων. Έχει αναφερθεί ότι οι ασθένειες όπως καρκίνοι μεταβάλλει τις μηχανικές ιδιότητες των κυττάρων [1, 8, 9], και αντίστροφα, οι διακυμάνσεις των μηχανικών ιδιοτήτων των καρκινικών κυττάρων που προκαλείται από τα αντικαρκινικά φάρμακα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα αυτών των χημικών ουσιών [10 , 11]. Οι έρευνες των μηχανικών ιδιοτήτων των καρκινικών κυττάρων μπορεί να βοηθήσει περαιτέρω για να διαλευκάνουν των φυσικών μηχανισμών που εμπλέκονται στην ανάπτυξη του καρκίνου, εξέλιξη και μετάσταση. Ως εκ τούτου, η μελέτη της κυτταρικής μηχανικές ιδιότητες γίνεται ένα απαραίτητο και κρίσιμο συστατικό για την ανάπτυξη νέων στρατηγικών για την πρόληψη και τη διάγνωση του καρκίνου.

μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM) έχει γίνει ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων του ενιαίου ζωντανών κυττάρων λόγω της μοναδικής ικανότητάς του στην εφαρμογή ερεθίσματα δύναμης και στη συνέχεια, μετρώντας την απόκριση σε συγκεκριμένες θέσεις σε ένα φυσιολογικά φιλικό περιβάλλον με δύναμη piconewton και νανόμετρο χωρικές αναλύσεις [8, 12]. Συγκεκριμένα, AFM έχει χρησιμοποιηθεί για να διερευνηθεί η εξέλιξη των μηχανικών ιδιοτήτων των κυττάρων που προκαλείται από ανωμαλίες των κυττάρων (π.χ., καρκίνου) και χημικές επεξεργασίες για καρκινικά κύτταρα [7, 8]. Για παράδειγμα, έχει βρεθεί ότι ο συντελεστής Young των καρκινικών επιθηλιακών κυττάρων του ανθρώπου τείνουν να είναι σημαντικά χαμηλότερη από την κανονική αυτοί [3], ο συντελεστής Young κυττάρων καρκίνου μαστού αυξάνεται μονοτονικά με την αύξηση του ρυθμού φορτίου δύναμη [8], και μετά την αγωγή του φαρμάκου F-ακτίνης διαρρήξεως, ο μέσος συντελεστής ελαστικότητας των ινοβλαστών μειώνεται σαφώς [10]. Ωστόσο, αυτές οι μελέτες [3, 8, 10] έχουν περιοριστεί σε μέτρηση στατικής κυτταρική μηχανική συμπεριφορά σε περιοχές χαμηλής συχνότητας (με συντελεστή φορτίου δύναμη κάτω από τα 5 Hz) και τα μικρά πλάτη δύναμη (κάτω του 2 ΝΝ). Οι δυναμικές μηχανικές συμπεριφορές των καρκινικών κυττάρων σε υψηλότερες περιοχές συχνοτήτων, και τα αποτελέσματα της χημικής αγωγές την εξαρτώμενη από τη συχνότητα ιξωδοελαστική συμπεριφορά των καρκινικών κυττάρων είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστες. Όπως χημικές επεξεργασίες οδηγούν σε δυναμικές αναδιατάξεις του κυττάρου κυτταροσκελετού, και με τον τρόπο αυτό, δυναμική εξέλιξη των μηχανικών ιδιοτήτων των κυττάρων [7, 10], την εξέλιξη της δυναμικής μηχανικής συμπεριφοράς των καρκινικών κυττάρων παρέχουν πληροφορίες διορατική σε αντικαρκινικά ανάπτυξης φαρμάκων.

Μελέτες του βιο-μηχανικές ιδιότητες εξαρτώμενες από τη συχνότητα των ζωντανών κυττάρων έχουν περιορίζεται από την ικανότητα των σημερινών τεχνικών μηχανικής μέτρησης AFM. Συγκεκριμένα, το όριο τίθεται σε μεγάλο βαθμό λόγω της τρέχουσας μεθόδου σε αποσάθρωση μέτρηση για AFM, αφαιρώντας την παραμόρφωση προβόλου από τη μετατόπιση βάσης προβόλου [8, 13]. Τα σημαντικά λάθη και αβεβαιότητες που επάγεται στη οδόντωση μετράται ως η επιτάχυνση ανιχνευτή (σε σχέση με το σταθερό άκρο του προβόλου συνδέονται με το πιεζοηλεκτρικό σαρωτή) αγνοείται και το αρχικό σημείο επαφής είναι σε μεγάλο βαθμό αβέβαιη [8, 13-15]. Ιδιαίτερα, ο καθετήρας επίδραση της επιτάχυνσης είναι έντονη και αυξάνει σημαντικά όταν αυξάνει η συχνότητα μέτρησης. Αν και η μέθοδος δύναμη διαμόρφωσης έχει χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της συχνότητας εξαρτώμενη ιξωδοελαστικότητα των ζωντανών κυττάρων [16, 17], με αύξηση ημιτονοειδή ταλάντωση του φορτίου /εκφορτώσει το προφίλ ισχύος του σταθερού ρυθμού, η επίδραση της επιτάχυνσης καθετήρας αγνοείται εντελώς, και υπάρχουν μεγάλες αβεβαιότητες στην οδόντωση μετράται στην περιοχή σχετικά υψηλής συχνότητας [14, 18]. Επιπλέον, μια τέτοια προσέγγιση περιορίζεται περαιτέρω από το μάλλον μικρό εύρος της δυναμικής δύναμης που εφαρμόζεται (δεκάδες Newtons PECO) εφαρμόζεται, ενώ για να ανακρίνουν μια ποικιλία βιολογικών αποκρίσεων του κυττάρου, δύναμη διέγερσης της πολύ μεγαλύτερο εύρος πρέπει να εφαρμοστεί η μηχανικές ιδιότητες των ζωντανών κυττάρων είναι το πλάτος εξαρτάται [19, 20]. Τέλος, η μέθοδος διαμόρφωσης δύναμη απαιτεί την ταλαντωτική δύναμη που θα εφαρμοστεί επαναληπτικά στο ίδιο σημείο σε κάθε επιλεγμένη ταχύτητα μέτρησης στο μετρούμενο εύρος συχνοτήτων. Ωστόσο, για τα ζωντανά κύτταρα μια τέτοια διαδικασία είναι επιζήμια, όπως η επαναληπτική, δύναμη του ιδίου θέση άσκηση τείνει να παραμορφωθεί και ακόμη και να καταστρέψει την κυτταρική μεμβράνη. Προτάθηκε επίσης να μελετήσει μηχανικά χαρακτηριστικά των ζωντανών κυττάρων με την ποσοτικοποίηση της ενεργού δυσκαμψίας, χρησιμοποιώντας μια τεχνική μαγνητικής διαμόρφωσης ισχύει AFM [15]. Μία τέτοια μέθοδος, όμως, δεν απαιτεί μόνο την προετοιμασία πρόσθετο δείγμα /εξοπλισμό (π.χ., η χρήση μιας εγχώριας κατασκευής κάτοχος αλουμινίου με γράσο κενού για την τοποθέτηση του δείγματος), αλλά επίσης δεν ποσοτικοποιηθεί η κυτταρική ακαμψία (δηλ, ο συντελεστής Young) απευθείας [15] Ποσοτικός προσδιορισμός του μέτρου ελαστικότητας του Young απαιτεί ακριβή μέτρηση της εσοχής. Δεδομένου ότι οι ερεθίσματα δύναμη που εφαρμόζεται και η αντίστοιχη οδόντωση δημιουργείται πράξη ως, αντίστοιχα, την είσοδο και την έξοδο στο μοντέλο αλληλεπίδρασης προβόλου ανιχνευτή-δείγματος, το σφάλμα στη μέτρηση οδόντωση οδηγεί απευθείας στο ότι στην μηχανική ιδιότητα ποσοτικοποιείται-ανεξάρτητα το μοντέλο αλληλεπίδρασης καθετήρας-δείγμα χρησιμοποιείται . Έτσι, είναι σημαντικό να μετρηθεί με ακρίβεια η οδόντωση σε μηχανική μελέτες των ζωντανών κυττάρων.

Σε αυτή τη μελέτη, η επίδραση των αντικαρκινικών χημικών ενώσεων επί των δυναμικών μηχανικών ιδιοτήτων του καρκίνου του προστάτη ανθρώπινων κυττάρων (PC-3) διερευνάται χρησιμοποιώντας ένα νεοαποκτηθέντα ελέγχου που βασίζονται σε μετρήσεις νανοσκληρομέτρησης (CNM) πρωτόκολλο [14]. Οκτώ διακριτά φάρμακα, συμπεριλαμβανομένων Disulfiram (DSF), πακλιταξέλη (ΤβχοΙ), τοματίνη, ΒΑΥ 11-7082 (ΒΑΥ), vaproic οξύ (VPA), 12-Ο-δεκατετρανοϋλοφορβόλης-13-οξικό (ΤΡΑ), σελεκοξίμπη, και ΜΚ-2206 (MK) δοκιμάζονται. Αν και οι μελέτες έχουν δείξει τα αντικαρκινικά αποτελέσματα αυτών των φαρμάκων, για παράδειγμα, η αναστολή του πρωτεασώματος και διαδικασία απόπτωση των καρκινικών κυττάρων του μαστού που προκαλείται από DSF-ένα γνωστό φάρμακο για τη θεραπεία του αλκοολισμού [21], πειραματική εξετάσεις από αυτές τις χημικές ενώσεις όπως αντικαρκινικά φάρμακα συνεχίζονται και πολλά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα. Ως εκ τούτου, μελετώντας τις δυναμικές μηχανικές αλλαγές ιδιότητα του PC-3 κύτταρα που αντιμετωπίζονται από τα οκτώ φάρμακα μπορεί να παρέχει διορατική απαντήσεις στις αντικαρκινικές δραστηριότητες αυτών των χημικών ενώσεων.

Το πρωτόκολλο CNM [14] υπερνικά τα όρια των υφιστάμενων μεθόδων για σε υγρή μέτρηση εσοχή από μαλακό δείγματα για AFM. Με το πρωτόκολλο CNM, η εσοχή στο ζωντανό κύτταρο μετράται με την παρακολούθηση του

ίδιο προφίλ

διέγερση δύναμη (δηλαδή, η ίδια εκτροπή προβόλου) τόσο στο ζωντανό κύτταρο και ένα σκληρό αναφοράς, και στη συνέχεια να ποσοτικοποιηθεί από τη μετατόπιση διαφορά του προβόλου σταθερό άκρο σε αυτά τα δύο δείγματα. Το κύριο πλεονέκτημα του πρωτοκόλλου CNM είναι ότι με τη χρήση ενός σκληρού αναφοράς και πιο κριτικά, με ακρίβεια εντοπισμού το ίδιο προφίλ δύναμη και στις δύο δείγματα, η κυρίαρχη αρνητική επίδραση της επιτάχυνσης προβόλου αφαιρείται εντελώς χωρίς την ανάγκη για βαθμονόμηση παράμετρο [14, 18 ]. Επιπλέον, η υδροδυναμική επίδραση δύναμη μειώνεται σημαντικά, ιδιαίτερα σε ποσοστά φορτίο υψηλής ισχύος (π.χ., μειωμένη κατά 50%, όταν το ποσοστό του φορτίου δύναμη είναι μεγαλύτερη από 100 Hz). Σε αυτή τη μελέτη, το μέτρο το ποσοστό εξαρτώμενο του Young από PC-3 κύτταρα ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο CNM μεταβάλλοντας το φορτίο /εκφορτώσει ρυθμός της δύναμης διέγερσης πάνω από τρεις τάξεις μεγέθους από 0,2 Hz έως 100 Hz, με τη μετρούμενη πλάτος οδόντωση πάνω από 2 παραγγελίες μεγαλύτερο από το πλάτος ταλάντωσης στο [16].

Υλικά και Μέθοδοι

Κυτταρική καλλιέργεια και θεραπεία

PC-3 κύτταρα ελήφθησαν από την American Type Culture Collection (ATCC , Rockville, MD, USA), και αναπτύχθηκαν σε RPMI-1640 μέσο καλλιέργειας που περιέχει 10% FBS που είχε συμπληρωθεί με πενικιλλίνη (100 μονάδες /ml) -streptomycin (100

μ

g /ml) και L-γλουταμίνη (300

μ

g /ml). Τα κύτταρα καλλιεργήθηκαν στους 37 ° C σε ένα 5%

2 θερμοκοιτίδα CO και ανακαλλιεργήθηκε δύο φορές την εβδομάδα. Για να ληφθούν υπόψη οι μετρήσεις AFM, τα κύτταρα PC-3 σπάρθηκαν σε πυκνότητα 2,0 × 10

4 κύτταρα /ml σε πιάτα καλλιέργειας ιστού 60 mm (5 ml /τρυβλίο) και επωάστηκαν για 24 hpurs. Στη συνέχεια, τα κύτταρα σε κάθε τρυβλίο μετά υποβλήθηκαν σε αγωγή με διαλύτη DMSO (2

μ

l /ml) ή με κάθε ένα από τα οκτώ φάρμακα διαλύονται σε DMSO για 24 ώρες πριν από τις μετρήσεις AFM.

ΜΤΤ δοκιμασία

κύτταρα PC-3 σπάρθηκαν σε πυκνότητα 2,0 × 10

4 κύτταρα /ml μέσου σε πλάκες 96 φρεατίων (0.2 κ.εκ. /φρεάτιο) και επωάστηκαν για 24 ώρες. Τα κύτταρα μετά υποβλήθηκαν σε αγωγή με τα διάφορα αντικαρκινικούς παράγοντες επί 72 ώρες. Μετά τη θεραπεία, 200

μ

l 3- [4,5-διμεθυλθειαζολ-2-υλ] -2,5-διφαινυλο tetrazoliumbromide (5 mg /ml σε PBS) προστέθηκαν σε κάθε φρεάτιο της πλάκας και επωάζονται για 2 ώρες. Μετά από προσεκτική απομάκρυνση του μέσου, 0,1 ml DMSO προστέθηκαν σε κάθε φρεάτιο. Η απορρόφηση καταγράφηκε σε ένα αναγνώστη μικροπλάκας στα 540 nm. Η επίδραση των διαφορετικών αντικαρκινικών παραγόντων στη βιωσιμότητα των κυττάρων εκτιμήθηκε ως ποσοστό βιωσιμότητας σε σύγκριση με τα κύτταρα που DMSO-αγωγή

ανοσοφθορισμού

χρώση ανοσοφθορισμού χρησιμοποιήθηκε για να προσδιοριστεί

β

. – ακτίνης σε κύτταρα PC-3. Εν συντομία, PC-3 κύτταρα σπάρθηκαν σε πυκνότητα 2,0 × 10

4 κύτταρα /ml μέσου σε δίσκους καλλιέργειας 60 mm και επωάζονται για 24 ώρες. Τα κύτταρα μετά υποβλήθηκαν σε αγωγή με ΜΚ ή Celebrex για 24 ώρες. Στη συνέχεια τα κύτταρα μονιμοποιήθηκαν σε ακετόνη /μεθανόλη (1: 1) για 10 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου και στη συνέχεια επωάστηκαν με

β-ακτίνης

αντίσωμα (SC-47778, Santa Cruz Biotech Inc, Ντάλας, Τέξας) όλη τη νύχτα σε 4 ° C. Επόμενη τα κύτταρα πλύθηκαν και επωάστηκαν με Texas Red αντι αντίσωμα ποντικού συζευγμένο κατσίκας (115-075-003, Jackson Lab ImmunoRsearch Inc, West Grove, ΡΑ) για 60 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου. χρώση ανοσοφθορισμού εξετάστηκε χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο φθορισμού (Nikon Eclipse TE200, Nikon Inc.).

Χημεία

Το ΚΡΜΙ-1640 μέσο καλλιέργειας ιστού, πενικιλλίνη-στρεπτομυκίνη, L-γλουταμίνη και ορό εμβρύου μόσχου (FBS) αποκτήθηκαν από την Gibco (Grand Island, Νέα Υόρκη). Μεταξύ των οκτώ διαφορετικά φάρμακα εξετάστηκαν σε αυτή τη μελέτη, Disulfiram (DSF), πακλιταξέλη (ΤβχοΙ), τοματίνη, ΒΑΥ 11-7082 (ΒΑΥ), vaproic οξύ (VPA), και 12-Ο-δεκατετρανοϋλοφορβόλης-13-οξικό (ΤΡΑ) ήσαν αποκτήθηκε από την εταιρεία Sigma-Aldrich (St. Louis, ΜΟ), και Σελεκοξίμπη και MK-2206 (ΜΚ) δόθηκαν από Αποθετήριο του Εθνικού Ινστιτούτου Καρκίνου.

Έλεγχος με βάση μετρήσεις Ελαστικότητα

Το πρόσφατα -developed πρωτόκολλο CNM [14, 18, 22], χρησιμοποιήθηκε για να μετρηθεί το ποσοστό που εξαρτάται από το μέτρο και τη συχνότητα που εξαρτάται από σύμπλεγμα μέτρο του Young των κυττάρων EA.hy926. Το κεντρικό ζήτημα είναι να μετρηθεί η εσοχή στο ζωντανό κύτταρο με ακρίβεια, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της υψηλής ταχύτητας ή /και οι μετρήσεις των ευρυζωνικών νανομηχανικών. Με βάση την ανάλυση της δυναμικής προβόλου κατά τη διάρκεια της μέτρησης νανοσκληρομέτρησης, το πρωτόκολλο CNM αποκτά την εσοχή στο ζωντανό κύτταρο, Δ

z

(

t

), ως η διαφορά του μετατόπιση της βάσης προβόλου (δηλαδή, το σταθερό άκρο του προβόλου) στο κελί,

z

bs

(

t

), και ότι σε ένα σκληρό δείγμα αναφοράς (π.χ., ένα δείγμα πυριτίου),

z

bh

(

t

) [14], (1)

Η παραπάνω εσοχή ποσοτικοποίηση απαιτεί η

ίδιο προφίλ

διέγερση δύναμη (δηλαδή, το ίδιο προβόλου εκτροπή τροχιά) παρακολουθείται με ακρίβεια και στα δύο δείγματα. Οι αναγνώστες που αναφέρονται Ref. [16] για λεπτομέρειες του πρωτοκόλλου CNM.

Για να εξασφαλιστεί η παρακολούθηση ακρίβεια το ίδιο προφίλ δύναμης διέγερσης τόσο στο ζωντανό κύτταρο και το σκληρό αναφοράς, το πρωτόκολλο CNM χρησιμοποιεί επαναληπτική τεχνικές ελέγχου μάθησης, για παράδειγμα, τη μοντελοποίηση αντιστροφή με βάση τον έλεγχο επαναληπτική μάθηση (MIIC) τεχνική -δωρεάν [23]. Συγκεκριμένα, η είσοδος ελέγχου που εφαρμόζονται για να οδηγήσει το AFM

z-άξονα

πιεζοηλεκτρικό ενεργοποιητή επιτυγχάνεται μέσω της επανάληψης ως εξής: (2), όπου «

jω

» δηλώνει μετασχηματισμού Fourier.

δ

δ

(⋅) είναι η επιθυμητή εκτροπή προβόλου,

α

είναι μια σταθερά, και

u

k

(⋅) και

δ

k

(⋅) είναι η τρέχουσα τάση εισόδου στον ενεργοποιητή AFM πιεζοηλεκτρική και η παραμόρφωση προβόλου στο

k

ου

επανάληψη, αντίστοιχα. Η είσοδος ελέγχου

u

k

(

t

) επιτυγχάνεται με τη λήψη μετασχηματισμού Fourier της εισόδου και τα σήματα εξόδου και την εφαρμογή της MIIC αλγόριθμο Εξίσωση 2, και στη συνέχεια το αντίστροφο μετασχηματισμό Fourier μετά. Ο αλγόριθμος MIIC έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για να ληφθεί μέτρηση ταχεία ευρυζωνική νανομηχανικών σε πολυμερή στον αέρα πρόσφατα [24, 25].

μικροσκόπιο ατομικής δύναμης

μέτρο του Young των κυττάρων PC-3 μετρήθηκε σε το μέσο κυτταρικής καλλιέργειας χρησιμοποιώντας μια διάσταση Icon AFM (Bruker, Santa Barbara, CA) εξοπλισμένο με ένα κελί υγρό. Ένα μαλακό προβόλου (MLCT-C, Bruker, USA) με ονομαστική σταθερά ελατηρίου 0,01 Ν /m επιλέχθηκε για τις μετρήσεις. Η ακτίνα καθετήρα 28 nm και η σταθερά του ελατηρίου προβόλου 0,012 N /m έχουν βαθμονομηθεί, αντίστοιχα, από την απεικόνιση ενός δείγματος βαθμονόμησης μύτη ακτίνας (PA-01, Mikromasch, NanoAndMore USA Corp.) και η θερμική διαδικασία συντονισμού. Ένα δείγμα πυριτίου επελέγη ως δείγμα αναφοράς σκληρά. Τόσο τα κύτταρα και τα πρόβολοι εξισορροπήθηκαν θερμικά στους ~ 37 ° C για 40-60 λεπτά πριν από όλες τις μετρήσεις για να ελαχιστοποιηθούν οι εκτροπές προβόλου. Όλα τα σήματα ελέγχου και αισθητήρα προς /από και προς το σύστημα AFM αποκτήθηκαν μέσα από ένα σύστημα απόκτησης δεδομένων (PCI-6259, National Instruments Corporation, Austin, TX NI) κάτω από το Matlab XPC-στόχο (Οι MathWorks, Natick, ΜΑ) περιβάλλον .

μια τάση οδήγησης τρίγωνο με σταθερό φορτίο και ο ρυθμός ξεφορτώσουν (όπως χρησιμοποιείται στην συνηθισμένη μέτρηση της καμπύλης δύναμης-απόστασης) εφαρμόστηκε στο

z-άξονα

πιεζοηλεκτρικό ενεργοποιητή του συστήματος AFM, και εφαρμόστηκαν οι ακόλουθες εννέα συντελεστές φορτίου πάνω από τρεις τάξεις μεγέθους: 0,2 Hz, 0,5 Hz, 1 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 50 Hz, και 100 Hz. Το πλάτος της τάσης κίνησης κρατήθηκε η ίδια για όλες τις παραπάνω τιμές φορτίου, με αποτέλεσμα την ίδια μετατόπιση βάσης προβόλου στα 250 nm (όπως και για τις παραπάνω τιμές φορτίου, η δυναμική της ούτε το

z-άξονα

πιεζοηλεκτρικό ενεργοποιητή ούτε το φωτιστικό πρόβολος μηχανισμός ενθουσιασμένος [18]). Για να ελαχιστοποιηθεί η βλάβη της κυτταρικής μεμβράνης, η μονάδα τρίγωνο εφαρμόστηκε μόνο για ένα χρονικό διάστημα, όταν το ποσοστό του φορτίου δύναμη ήταν μικρότερη από 50 Hz και δύο περιόδους με υψηλότερα ποσοστά φορτίου. Οι είσοδοι κίνησης εφαρμόστηκαν διαδοχικά από τα χαμηλά στα υψηλά ποσοστά του φορτίου, που χωρίζονται από ένα χρόνο κατοικία των 3 λεπτών ανάμεσα σε κάθε ρυθμό ώστε το κύτταρο να ανακάμψει πλήρως από τις προηγούμενες ερεθίσματα δύναμη. Για κάθε ρυθμό φορτίο, η δύναμη διέγερσης που ασκείται (δηλαδή, η εκτροπή προβόλου) επί του ζωντανού κυττάρου μετρήθηκε και θεωρείται ως το επιθυμητό προφίλ δύναμης διέγερσης, και ο MIIC αλγόριθμος εφαρμόστηκε στη μέτρηση καμπύλη δύναμης-απόστασης επί του δείγματος αναφοράς ώστε να εξασφαλίζεται ιχνηλασίας ακριβείας του επιθυμητού προφίλ δύναμη (οι RMS σφάλμα εντοπισμού διατηρήθηκε κάτω από 1,5%).

για να μελετηθεί το αποτέλεσμα εκάστου φαρμάκου επί μέτρο Young του PC-3 κύτταρα, οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο αντίστοιχο έλεγχο πρώτο , τότε στα κατεργασμένα κύτταρα. Για κάθε φάρμακο, αυτές οι μετρήσεις επαναλήφθηκαν σε πέντε διαφορετικά κύτταρα, τόσο για τον έλεγχο και αυτές που πήραν φάρμακο.

Rate-εξαρτώμενη Elastic Modulus Ποσοτικοποίηση

Σε κάθε ρυθμός φόρτισης δύναμη, ο συντελεστής Young της κύτταρο ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το σφαιρικό ερτζιανών μοντέλο επαφή μαζί με τη μετρούμενη ιχνηθέτη δείγμα δύναμη αλληλεπίδραση και οδόντωση [12], (3) όπου

R

είναι η ακτίνα του ανιχνευτή, και

E

και

ν

είναι ο συντελεστής Young και ο λόγος Poisson του ζωντανού κυττάρου (

ν

= 0.5 [7, 12]), αντίστοιχα. Η δύναμη αλληλεπίδραση ανιχνευτής-δείγμα ποσοτικοποιείται ως

F

z

=

k

γ

d

s

(με σταθερά ελατηρίου προβόλου (

k

γ

)) [12]. Σημειώνουμε ότι άλλο μοντέλο επαφής Hertizan εσοχή, όπως το κωνικό μοντέλο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί [12]. Το σφαιρικό μοντέλο επαφής επιλέγεται ως σε αυτό το έργο τα βάθη εσοχή που δημιουργείται δεν ήταν σημαντικά μεγαλύτερη (πάνω από 10 φορές) από ό, τι, αλλά τείνουν να είναι συγκρίσιμη με την ακτίνα καθετήρα [26, 27].

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η δύναμη (δηλαδή, εκτροπή προβόλου) προφίλ χρόνο με τους συντελεστές φορτίου των 0,2 Hz και 50 Hz σε ΤΡΑ αντιμετωπίζονται PC-3 κύτταρα σε υψηλή δοσολογία (20

μ

Μ) φαίνεται στο σχήμα 1 , ως παράδειγμα-η δύναμη χρόνου διαγράμματα της χαμηλής δοσολογίας ή /και άλλα φάρμακα έδειξαν παρόμοια τάση. Οι καμπύλες δύναμης-εσοχή μετράται από την ίδια μεταχείριση σε όλα τα εννέα τιμές φορτίου φαίνεται στο Σχήμα 2 για το σύνολο των εννέα ποσοστά φορτίου (καμπύλες δύναμης-εσοχή για άλλες μετρήσεις δεν φαίνονται να σώσει sapce). Ο συντελεστής Young του ελέγχου (δηλαδή, χωρίς αγωγή) και τα κύτταρα έλαβαν φάρμακο PC-3 συγκρίνονται στα Σχ 3-5 για τις οκτώ δοκιμάζονται φάρμακα, αντίστοιχα, όπου ο συντελεστής Young εναντίον του συντελεστή φορτίου δύναμη χαράσσεται σε λογαριθμική κλίμακα, και η καμπύλη-τοποθέτηση των δεδομένων στο ακόλουθο νόμο δύναμης φαίνεται επίσης, (4) όπου

E

0 είναι ο νόμος δύναμη σταθερής η κλίμακα ελαστικότητας παράγοντας των κυττάρων, και

α

είναι ο νόμος εκθέτης δύναμη που συλλαμβάνει το ιξώδες της κυτταρικής μεμβράνης [13, 28]. Επιπλέον,

E

0 και

α

στα προσαρτημένα μέτρο Young καμπύλη συχνότητας συγκρίνονται επίσης στο Σχήμα 6 για τις οκτώ φάρμακα δοκιμάζονται για τον έλεγχο και την αγωγή PC-3 κύτταρα κάτω από τόσο το χαμηλό και το υψηλό δόσεις.

η

η

η

τα αποτελέσματα του πειράματος έδειξαν ότι οι ιξωδοελαστικές συμπεριφορές των κυττάρων PC-3 ήταν καλά δεν σταματούν σε αυτό το έργο. Όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (β), η επίδραση της επιτάχυνσης καθετήρας στην τροχιά δύναμης-οδόντωση ήταν έντονη και έπρεπε να λαμβάνονται υπόψη στην ποσοτικοποίηση οδόντωση, και για τον ίδιο οδηγείται πλάτους, η οδόντωση δημιουργείται μειώθηκε μονοτονικά με την αύξηση της δύναμης ποσοστά φορτίο (βλέπε σχήμα 2), αντανακλώντας την ιξωδοελαστικότητα φύση της κυτταρικής μεμβράνης [8, 12]. Η οδόντωση δημιουργείται επί των κυττάρων PC-3 κυμαίνονταν από 80 nm έως 230 nm μεταξύ όλων των οκτώ δοκιμάστηκαν φάρμακα (για όλες τις εξετασθείσες δόσεις). Καθώς το

z

-άξονα οδηγείται οδηγείται πλάτος διατηρήθηκε το ίδιο στα 250 nm, μια τέτοια παραλλαγή της εσοχής αντανακλούσε ακριβώς την ιξωδοελαστικότητα των κυττάρων και τις επιδράσεις του φαρμάκου σε αυτό, αντιστοίχως.

μέτρο η μετρούμενη του Young εναντίον σχέση με τη συχνότητα που ακολουθείται, αρκετά καλά, ο νόμος-η δύναμη ευρέως παρατηρούμενη καθολική συμπεριφορά ιξωδοελαστική ζωντανών ανθρώπινων κυττάρων [13, 28, 29]. Οι διακυμάνσεις του συντελεστή κλίμακας ελαστικότητας

E

0 και ο εκθέτης νόμο δύναμης

α

ήταν μικρή μεταξύ όλων των ελέγχων, με την τυπική απόκλιση σε 5,8% και 4,2%, αντίστοιχα ( βλέπε Σχήμα 6), αντίστοιχα. Ένα τέτοιο μικρό εύρος διακύμανσης

E

0 και

α

, ως εκ τούτου, μπορεί να σερβιριστεί ως βάση για να εξετάσει τα αποτελέσματα των εννέα δοκιμή φαρμάκων στις μηχανικές ιδιότητες του PC- 3 κύτταρα. Επιπλέον, το εύρος του εκθέτη νόμο δύναμης

α

συμφωνεί επίσης με την αναφερόμενη σειρά (0,1-0,3) για τα ζωντανά κύτταρα στη βιβλιογραφία [29].

Όπως φαίνεται στα σχήματα 3-5, όλα τα κύτταρα έλαβαν φάρμακο παρουσίασε ένα πολύ υψηλότερο μέτρο Young, και όσο υψηλότερη είναι η δοσολογία του φαρμάκου ήταν, όσο μεγαλύτερη είναι η αύξηση του μέτρου ελαστικότητας του Young ήταν. Δεδομένου ότι η αλλαγή μέτρο ελαστικότητας του Young σε κύτταρα είναι άμεσα συνδεδεμένη με την αναδιαμόρφωση του κυτταροσκελετική δομή [4, 5, 10], μια πιθανή εξήγηση της αύξησης μέτρου μπορεί να είναι η συσσωμάτωση των νηματίων ακτίνης υπό την επίδραση του φαρμάκου, δεδομένου ότι έχει αποδειχθεί ότι η συσσωμάτωση του . νημάτια ακτίνης αποτελέσματα σε μια διακριτή αύξηση του συντελεστή του μέσου όρου του Young των κυττάρων [10]

μια γρήγορη σύγκριση των Σχημάτων 3-5 αποκάλυψε δύο κύριες τάσεις μπορεί να υπάρχουν στις οκτώ τεστ επιδράσεις φαρμάκων για το μέτρο Young: κάτω η επίδραση της DSF, ΜΚ, και ταξόλη, μέτρο του Young από κύτταρα PC-3 αυξήθηκαν χωρίς σημαντικές αλλαγές στη συχνότητα-εξάρτηση, δηλαδή, ο παράγοντας κλίμακας ελαστικότητας

E

0 αυξήθηκαν σημαντικά (κατά 55% έως 78%), ενώ ο εκθέτης νόμο δύναμης

α

παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητο (βλέπε εξίσωση 4) -για αυτά τα φάρμακα η διακύμανση των

α

ήταν μόνο περίπου 6% έως 14%. Ενώ υπό την επίδραση του Celebrex, BAY, Totamine, ΤΡΑ, και VPA, η συχνότητα εξάρτηση της αυξημένης μέτρο Young αλλάξει σημαντικά, δηλαδή,

E

0 αυξήθηκαν κατά 78% έως 260%, ενώ

α

επίσης αυξήθηκαν κατά 22% έως 75% (βλέπε σχήμα 6)

DSF, ΜΚ και Taxol:. Αυξημένα συντελεστή Young χωρίς σημαντική μεταβολή της συχνότητας-εξάρτησης

για DSF, ΜΚ, και ΤβχοΙ, οι αναλογίες του μέτρου του Young μεταξύ των κατεργασμένων PC-3 κύτταρα και τον έλεγχο ήταν σχεδόν η ίδια εγκάρσια όλες εννέα μετράται συχνότητες σε κάθε δοσολογία θεραπείας (όπως φαίνεται με την αύξηση του

E

0, βλέπε Εικόνα 3). Αυτό συνεπάγεται ότι το ιξώδες των κατεργασμένων κυττάρων δεν άλλαξε σημαντικά σε σύγκριση με αυτές που έλεγχο με την αξία του

α

δεν μεταβλήθηκε σημαντικά. Μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι, σύμφωνα με την επεξεργασία των DSF, ΜΚ και ταξόλη, η ανασυγκρότηση του δικτύου κυτταροσκελετού των κυττάρων μπορεί να οδηγήσει σε μια συνολική σκλήρυνση της πρωτεΐνης μεμβράνης δομή (π.χ., μείωση πυράκτωσης και πάχυνση), αλλά δεν μπορεί να προκαλέσει μεγάλη αλλαγή του βαθμού πολυμερισμού ακτίνης νημάτων στο εσωτερικό των κυττάρων, η γενική αιτία της αλλαγής του ιξώδους [30, 31].

Αν και ΜΚ, ταξόλη και DSF μπορεί να έχουν διακριτές μοριακούς στόχους και μηχανισμούς δράσης, την παρόμοια τάση της αλλαγής του μέτρου ελαστικότητας των κυττάρων του Young μπορεί εξηγήσει την ομοιότητα των αποτελεσμάτων αυτών των τριών φαρμάκων »στο κελί μηχανική συμπεριφορά. MK μπορούν να αδρανοποιήσουν Ezrin το οποίο χρησιμεύει ως συνδετήρες μεταξύ της μεμβράνης πλάσματος και του κυτταροσκελετού [32]. Η ταξόλη παρεμβαίνει με την κανονική κατανομή των μικροσωληνίσκων [33], και DSF αναστέλλει τον πολυμερισμό της τουμπουλίνης [34]. Είναι λογικό να υποθέσουμε ότι η παρεμβολή συνδετήρες μεταξύ της μεμβράνης πλάσματος και του κυτταροσκελετού, παρεμβαίνοντας με ανάλυση μικροσωληνίσκους και την αναστολή του πολυμερισμού της τουμπουλίνης θα μπορούσε να οδηγήσει σε κυτταρική ακαμψίας χωρίς μεταβολή του ιξώδους.

Ωστόσο, αύξηση συντελεστής Young στην ΜΚ και ΤβχοΙ αντιμετωπίζονται κύτταρα ήταν πιο σημαντική (ακόμη και για μια χαμηλή δοσολογία των 2

μ

Μ) από εκείνη για κύτταρα κατεργασμένα DSF (στην ίδια δόση). Μια πιθανή εξήγηση μπορεί να είναι η χηλικού σιδήρου επίδραση του DSF. Νωρίτερα μελέτη έδειξε ότι η DSF διευκόλυνε ενδοκυτταρική πρόσληψη Cu [35]. Διαπιστώθηκε ότι ΜΚ και Taxol ανέστειλαν ισχυρά την ενεργοποίηση του Akt [36, 37] ενώ DSF δεν είχε καμία ανασταλτική επίδραση επί της ενεργοποίησης της πρωτεΐνης αυτής [38]. Η αδρανοποίηση του Akt μπορεί να συμβάλει στην ισχυρότερη επίδραση του ΜΚ και ταξόλης σε σύγκριση με DSF. Η επιρροή της DSF στην ομοιόσταση του σιδήρου μπορεί να είναι μια άλλη πιθανή εξήγηση για την ασθενέστερη επίδραση της DSF (σχετικά με την αύξηση του συντελεστή Youngs) από ΜΚ και ταξόλη.

Μέτρο Αυξημένα του Young Συνοδευόμενος από Δραματική συχνότητας-εξάρτησης Αλλαγή

εντυπωσιακά διαφορετική από τις ανωτέρω τρία φάρμακα, οι άλλες πέντε φάρμακα (Celebrex, κόλπος, Totamine, ΤΡΑ, και VPA) έτεινε να επηρεάσει όχι μόνο το ελαστικό, αλλά και το παχύρρευστο συμπεριφορά των PC-3 κύτταρα καθώς τόσο η κλίμακα ελαστικότητας παράγοντα,

E

0 και ο εκθέτης νόμο δύναμης,

α

, αυξήθηκαν σημαντικά. Το φαινόμενο αυτό υποδεικνύει ότι η αλλαγή κύτταρο κυτταροσκελετό λόγω θεραπεία αυτών των πέντε φαρμάκων συνίσταται όχι μόνο κυτταροσκελετού ακαμψίας αλλά επίσης να αλλάξει από βαθμού πολυμερισμού, η οποία μπορεί να περιλαμβάνει αυξημένη συγκέντρωση των μονομερών της ακτίνης και την αναδιοργάνωση των νηματίων ακτίνης. Επιπλέον, σημειώνεται ότι η τυπική απόκλιση του συντελεστή του Young των κυττάρων PC-3 που αντιμετωπίζονται από τα πέντε φάρμακα είναι μεγαλύτερη από εκείνη των ασθενών που έλαβαν από τα άλλα τρία φάρμακα (DSF, ταξόλη και ΜΚ). Δεδομένου ότι η τυπική απόκλιση του συντελεστή του Young για κάθε δυνατότητα ελέγχου παραμένει πολύ μικρότερη για όλες τις οκτώ φάρμακα, μια πιθανή εξήγηση για το μεγαλύτερο απόκλισης είναι ότι η δυναμική μηχανική συμπεριφορά των κυττάρων που κατεργάζονται με τις πέντε φάρμακα (Celebrex, κόλπος, Totamine, ΤΡΑ, και VPA) ήταν πιο δραστήριοι.

ήταν γνωστό ότι Celebrex, ΤΡΑ και το βαλπροϊκό οξύ διαφοροποίησης που επάγεται κυττάρων [39-41]. Καθώς οι μελέτες έδειξαν ότι η διαφοροποίηση των κυττάρων οδηγεί σε αύξηση του κυτταρικού ακαμψίας [26], την αύξηση στην ακαμψία και το ιξώδες του PC-3 κύτταρα που κατεργάζονται με Celebrex, ΤΡΑ και το βαλπροϊκό οξύ μπορεί να σχετίζεται με τη διαφοροποίηση των κυττάρων. Αν και BAY11-7082 και τοματίνη δεν έχουν δείξει να επάγουν τη διαφοροποίηση στα επιθηλιακά κύτταρα, αυτά τα φάρμακα αναστέλλουν την ενεργοποίηση του ΝΡ

κ

Β [42], και η αναστολή του ΝΡ

κ

Β μερικά κύτταρα είχε ως αποτέλεσμα μια πιο διαφοροποιημένο φαινότυπο [43]. Έτσι, τα αποτελέσματα της BAY11-7082 και τοματίνη για ακαμψία και το ιξώδες του PC-3 κύτταρα μπορεί να σχετίζεται με την ανασταλτική τους δράση επί της ενεργοποίησης του ΝΡ

κ

Β

Μεταξύ των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, η μεταβολή του μέτρου ελαστικότητας του Young ήταν σημαντικότερη στις Celebrex επεξεργασμένα κύτταρα. Από Celebrex προκαλεί απώλεια της filopodia και ελασματοπόδια σε κύτταρα, και αλλαγών στο δίκτυο ακτίνης [44], οι δραστηριότητες αυτές εκτός από την διαφοροποίηση επαγωγικές επιδράσεις του μπορεί να οδηγήσει σε ισχυρότερη επίδραση στην αύξηση της ακαμψίας και το ιξώδες του PC-3 σε σύγκριση με τα άλλα τέσσερα φάρμακα.

Πραγματοποιήσαμε περαιτέρω δοκιμή ΜΤΤ για να διερευνηθεί η συσχέτιση μεταξύ των αλλαγών των μηχανικών ιδιοτήτων και της αναστολής της κυτταρικής ανάπτυξης. Όπως φαίνεται από τα αποτελέσματα των δοκιμών κυτταρικής βιωσιμότητας από τη δοκιμασία ΜΤΤ στο σχήμα 6, η θεραπεία της PC-3 κύτταρα με τα οκτώ αντικαρκινικών φαρμάκων μείωσε τον αριθμό των βιώσιμων κυττάρων, ιδιαίτερα σε υψηλή δοσολογία, δηλαδή, το αποτέλεσμα ήταν δοσοεξαρτώμενη. Μια τέτοια επίδραση των φαρμάκων (για τη μείωση της βιωσιμότητας των κυττάρων) συσχετίζεται καλά με την επίδρασή τους στην αλλαγή των μηχανικών ιδιοτήτων των κυττάρων αποκάλυψε στις ανωτέρω δοκιμές AFM, για όλες τις οκτώ διαφορετικά φάρμακα εξετάστηκαν. Αν και οι παραπάνω μελέτες AFM αποκάλυψε σαφώς τις δύο διαφορετικά πρότυπα μεταξύ των οκτώ διαφορετικών φαρμάκων σε αλλαγή των μηχανικών ιδιοτήτων των PC-3 κύτταρα (DSF, ΜΚ και ταξόλη ως μία ομάδα, και Celebrex, Bay, τοματίνη, ΤΡΑ και Vaproic οξύ ως την άλλη ομάδα), η δοκιμασία ΜΤΤ απέτυχε να δείξει οποιαδήποτε εμφανής διαφορά στη μεταβολή κυτταρική βιωσιμότητα μεταξύ των δύο αυτών ομάδων. Το αποτέλεσμα αυτό υποδηλώνει ότι οι προτεινόμενες μελέτες AFM θα μπορούσε να αποκαλύψει νέες πτυχές της βιολογικής απόκρισης των καρκινικών κυττάρων σε αντικαρκινικά φαρμακευτικές αγωγές, ως εκ τούτου, παρέχοντας περισσότερες πληροφορίες από το συμβατικό προσδιορισμό ΜΤΤ σε αποκρίσεις των PC-3 κυττάρων σε αντικαρκινική θεραπεία φαρμάκου. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι οι αλλαγές στην κυτταροσκελετού και της κυτταρικής μεμβράνης μπορεί να συσχετίζεται με την ικανότητα των καρκινικών κυττάρων να κάνουν μετάσταση. Μελλοντικές μελέτες με το μοντέλο μετάστασης κατάλληλη καρκινικών κυττάρων μπορεί να βοηθήσει να διερευνήσει τη συσχέτιση μεταξύ των μεταβολών στις μηχανικές ιδιότητες και μεταστατική ικανότητα των καρκινικών κυττάρων.

Για την περαιτέρω διερεύνηση των μηχανισμών πίσω από τα δύο πρότυπα που αποκαλύπτονται από τις AFM μελέτες, χρώση ανοσοφθορισμού των

β-ακτίνη

διεξήχθη για να αναζητήσει πληροφορίες για τις διαφορετικές αποκρίσεις σε κύτταρα PC-3 με τις φαρμακευτικές αγωγές. επιλέχθηκαν MK και Celebrex να αντιπροσωπεύουν την πρώτη και τη δεύτερη ομάδα των οκτώ φάρμακα (όπως αποκαλύφθηκε από τις AFM μελέτες), αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα απεικόνισης φθορισμού που λαμβάνεται δείχνεται στο Σχ 7. Η μορφολογία του

β-ακτίνης

χρώση ανοσοφθορισμού ήταν παρόμοια σε κύτταρα που υπέστησαν αγωγή με ΜΚ με αυτούς που έλαβαν Celebrex. Το αποτέλεσμα αυτό υποδηλώνει ότι οι διαφορετικές αποκρίσεις σε PC 3-κυττάρων σε δύο ομάδες φαρμάκων μπορεί να περιλαμβάνει περισσότερες περίπλοκους μηχανισμούς εκτός από την τροποποίηση του κυττάρου ακτίνης. Οι περαιτέρω μελέτες σχετικά με την τροποποίηση των άλλων συστατικών κυτταροσκελετού που απαιτούνται για να καθορίσει τους μηχανισμούς πίσω από τους δύο διαφορετικούς τύπους απάντηση στις δύο ομάδες φαρμάκων που δοκιμάστηκαν.

Η

Η σημασία των παραπάνω μελετών υπογραμμίζεται από τη σημασία της προσδιορισμό νέων στόχων για την αναστολή της ανάπτυξης και επαγωγή απόπτωσης σε καρκινικά κύτταρα, η οποία έχει γίνει μια σημαντική εστίαση στην ανάπτυξη νέας γενιάς των αντικαρκινικών φαρμάκων. Φυσικές ιδιότητες των καρκινικών κυττάρων όπως η ελαστικότητα και το ιξώδες που σχετίζονται με την τροποποίηση του κυτταροσκελετού και του πλάσματος μεμβράνη μπορεί να αντιπροσωπεύει μια μοναδική κατηγορία νέων στόχων για την ανάπτυξη αντικαρκινικών φαρμάκων.