In un recente studio pubblicato sulla rivista Science Bulletin , i ricercatori del Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI) dell'Università di Kanazawa hanno utilizzato la microscopia a conduttanza ionica a scansione con sonda hopping (HPICM) e nanoelettrodi funzionalizzati al platino altamente sensibili per condurre un'indagine approfondita della risposta dinamica del cancro colorettale vivente individuale Caco -2 cellule ai cambiamenti nel perossido di idrogeno intracellulare ed extracellulare (H2 O2 ), concentrandosi in particolare sull'eustress, a livello di singola cellula e in tempo reale.
I loro risultati sono promettenti per terapie innovative contro il cancro e l'H2 O2 malattie infiammatorie correlate.
La produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) svolge un ruolo significativo in varie malattie, tra cui l’aterosclerosi, la malattia polmonare ostruttiva cronica e il cancro. Nonostante le promettenti terapie antiossidanti precliniche, gli studi clinici hanno prodotto risultati insoddisfacenti. Perossido di idrogeno (H2 O2 ), un derivato ROS stabile, agisce come un partecipante cruciale nella segnalazione fisiologica fungendo da eustressor.
La concentrazione di H2 O2 nel microambiente tumorale è strettamente legata alla comparsa e alla progressione del cancro del colon-retto. Una comprensione più profonda di come H2 O2 funzioni e la sua efficacia specifica nelle singole cellule tumorali possono aprire la strada a trattamenti più efficaci legati ai ROS.
Gli autori hanno utilizzato la microscopia a conducibilità ionica a scansione con sonda hopping (HPICM) insieme a nanoelettrodi funzionalizzati con Pt per valutare quantitativamente la risposta dinamica nella morfologia cellulare, nelle proprietà meccaniche delle cellule e nell'eustress H2 da extracellulare a intracellulare. O2 gradienti di singole cellule Caco-2 del cancro del colon-retto sotto H2 O2 eustress.
L'indagine ha rivelato che l'esposizione a 0,1 o 1 mmol/L di H2 O2 L'eustress ha aumentato l'H2 da extracellulare a intracellulare O2 gradiente rispettivamente da 0,3 a 1,91 o 3,04. Inoltre, lo studio ha rilevato che la rigidità cellulare F-actina-dipendente aumenta sotto stress di 0,1 mmol di H2 O2 ma è diminuito sotto stress di 1 mmol di H2 O2 .
Inoltre, la rigidità cellulare indotta dall'eustress è stata regolata positivamente dall'attivazione di AKT e ha influenzato negativamente l'espressione dell'H2 O2 -enzima GPX2 che elimina, in ultima analisi, mantenendo H2 cellulare relativamente stabile O2 livelli.
Questo studio suggerisce che l'eustress indotto da bassi livelli di H2 O2 può contribuire al fallimento di alcuni H2 O2 terapie mirate. I risultati svelano una nuova interazione tra le proprietà fisiche cellulari e la segnalazione biochimica nella difesa antiossidante delle cellule tumorali, facendo luce sull'utilizzo di H2 O2 eustress per la sopravvivenza a livello di singola cellula.
Questa comprensione è fondamentale per comprendere lo sviluppo del cancro e altri H2 O2 -malattie infiammatorie correlate. Inibizione GPX sotto H2 O2 L’eustress ha provocato citotossicità, suggerendo un potenziale miglioramento per il trattamento del cancro del colon. Questi risultati sono promettenti per lo sviluppo di terapie innovative mirate al cancro e all'H2 O2 malattie infiammatorie correlate.
Ulteriori informazioni: Dong Wang et al, Esplorazione delle risposte individuali delle cellule tumorali del colon-retto all'H2 O2 eustress utilizzando la microscopia a conduttanza ionica a scansione con sonda hopping, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2024.04.004
Fornito dall'Università di Kanazawa
