Ads 468x60px

Kamis, 19 Januari 2012

Pelunakan sel bisa mempromosikan pertumbuhan tumor




Perubahan dalam sifat mekanik sel hidup mungkin bertanggung jawab untuk pertumbuhan tumor kanker, menurut simulasi komputer yang dilakukan oleh para ilmuwan di Amerika Serikat. Karya mereka menunjukkan bahwa pelunakan sel dapat mengubah tingkat di mana sel membelah dan juga membuat sel-sel kanker bertahan lebih lama. Secara bersama-sama, dua faktor ini dapat menyebabkan pertumbuhan yang cepat dari tumor ganas.Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa sebagian besar kanker terjadi ketika faktor genetik atau lingkungan menyebabkan perubahan dalam cara sel-sel hidup berperilaku. Dalam banyak kanker perubahan ini tampaknya terjadi dalam sifat mekanik sel. Secara khusus, sel-sel kanker cenderung lebih lembut dari sel-sel sehat, dengan beberapa peneliti percaya bahwa hal ini fleksibilitas yang lebih besar dapat menyebabkan pertumbuhan tumor cepat.Apa Roger Bonnecaze dan Parag Katira dari University of Texas di Austin dan Muhammad Zaman dari Boston University telah dilakukan adalah untuk menciptakan sebuah model komputer 3D yang mengkuantifikasi hubungan antara kelembutan sel dan pertumbuhan tumor. Sel-sel individu peneliti model sebagai cangkang dari bahan viskoelastik dengan core cair. Dalam isolasi, setiap sel hanya akan bola, tetapi sel-sel juga dapat paket bersama untuk membentuk jaringan-bahan seperti.Hidup, mati atau membagiPara peneliti dimodelkan perubahan energi mekanik yang terlibat dalam menciptakan seperti konglomerat 3D dalam hal energi elastis dari shell; energi yang dilepaskan ketika sel-sel tetangga menempel satu sama lain, dan kerja yang dilakukan oleh tekanan osmotik sel sebagai perubahan volume . Parameter ini berasal dari data eksperimental untuk kedua sel sehat dan kanker.Bonnecaze dan timnya berlari simulasi sampai struktur 3D dari sel-sel sehat mencapai energi minimum konfigurasi, yang mereka digunakan sebagai keadaan awal untuk penyelidikan mereka. Hasilnya adalah massa sel yang menempel satu sama lain pada antarmuka datar seperti setiap sel mengadopsi bentuk "Voronoi polyhedron". Voronoi seperti polyhedra adalah obyek yang dapat mengisi ruang 3D untuk menciptakan sebuah struktur yang mirip dengan jaringan dekat dikemas sel-sel hidup.Simulasi kemudian memungkinkan sel-sel individual untuk melakukan salah satu dari tiga hal: hidup, mati atau membagi. Probabilitas dari peristiwa-peristiwa yang terjadi diberikan oleh seperangkat aturan yang meniru kehidupan nyata proses - misalnya bahwa sebuah sel lebih mungkin untuk meninggal bila dikompresi dan permukaannya menjadi lebih kecil, tetapi lebih cenderung untuk membagi jika menyebar keluar dan permukaannya akan lebih besar.Mengalikan mutanKetika parameter untuk digunakan sel-sel sehat, tim menemukan bahwa simulasi mencapai ekuilibrium di mana sel-sel mati akan diganti oleh sel-sel membagi dan struktur keseluruhan jaringan tetap konstan. Tim kemudian memperkenalkan sekelompok kecil sel mutan untuk jaringan untuk melihat apakah mereka bisa meniru pertumbuhan tumor. Mutan ini memiliki cangkang dengan modulus elastis yang adalah setengah dari sel-sel sehat - sehingga membuat mereka lebih lembut.Ketika kelompok itu terdiri dari kurang dari delapan mutan, tidak ada perubahan dalam perilaku dari mutan dibandingkan dengan sel-sel sehat. Namun, ketika delapan atau lebih mutan digunakan, tim melihat peningkatan yang signifikan dalam tingkat multiplikasi dari sel-sel mutan - mutan dan lebih awal, semakin besar tingkat. Peningkatan dalam perkalian dari mutan ditafsirkan sebagai awal pertumbuhan tumor. Memang, tim mengatakan bahwa pertumbuhan simulasi ditampilkan klinis diamati karakteristik tumor ganas.Tim percaya bahwa mutan dalam kelompok-kelompok kecil dikelilingi oleh tetangga kaku dan tidak dapat menyebar untuk meningkatkan luas permukaan mereka, yang berarti bahwa mereka tidak akan membelah dengan cepat. Namun, di atas ambang batas sekitar delapan sel, beberapa sel mutan yang mampu mendorong terhadap tetangga mereka mutan lembut dan mulai membagi dengan sungguh-sungguh.Tim juga melihat bagaimana kekakuan sel-sel mutan mempengaruhi pertumbuhan tumor. Para peneliti menemukan bahwa kedua mengubah kekuatan di mana sel-sel mutan menempel satu sama lain dan kekuatan di mana sel-sel mutan menempel pada sel-sel sehat mempengaruhi pertumbuhan tumor. Menariknya, bagaimanapun, mereka menemukan bahwa tumor yang paling menyebar ketika lengket tidak berubah.Sebuah pendekatan baru"Untuk saat ini, penelitian kanker telah difokuskan pada faktor-faktor biokimia," kata Katira. "Alih-alih mencoba untuk memecahkan berbagai faktor saling bergantung karsinogenik biokimia, kita sekarang dapat fokus pada sejumlah kecil faktor mekanik Ini merupakan pendekatan yang baru.."Bonnecaze physicsworld.com mengatakan bahwa tim sekarang melihat menciptakan realisasi eksperimental dari model yang akan terlihat pada perilaku sel dalam suatu material. Selain meningkatkan pemahaman kita tentang kanker, ia percaya bahwa simulasi juga dapat membantu para ilmuwan memahami bagaimana menyembuhkan luka dan bahkan bisa menunjukkan jalan untuk regenerasi organ dan organ tumbuh.Simulasi dijelaskan di Physical Review Letters..


SOURCE @ http://physicsworld.com/

0 komentar:

Posting Komentar