物理工具有助于跟踪癌细胞多样性

癌细胞是一种毒性的对手。疾病偏出许多潜在治疗的一个原因是因为癌细胞群的多样性。研究人员发现这种人口难以表征和量化。

康奈尔LED团队采用了一种小说，跨学科方法来分析乳腺肿瘤细胞的行为来通过使用统计建模技术，以更常用于物理和经济学。该团队能够展示癌细胞的多样性或异质性，可以通过与特定蛋白质的相互作用来影响它们的化学环境 - 即，这导致肿瘤生长。

由Mingming Wu领导的研究团队与CNF合作，制造了包含四个相同的三通装置的微流体芯片。该团队将乳腺肿瘤细胞和趋化因子蛋白CCl19放入每个装置中，然后使用开源软件分析癌细胞行为。

研究人员的纸张“淋巴结趋化因子CCl19促进了levy分布分析的3d微环境中乳腺肿瘤细胞活性的异质性，”2月14日发表综合生物学。

“治疗癌症是非常困难的。领域的很多人认为是因为癌症人口的多样性，”农业和生命科学学院生物与环境工程教授明明武教授说。“尽管免疫细胞是圆形的，类似的类似，以相同的方式移动，癌细胞的形状不同并以不同的速度移动。我们知道快速搬运工非常致命。你会如何量化这种异质性？“

另一个挑战是，只有少数癌细胞迅速移动并做出最多的伤害，并且很难找到。

跟踪这些稀有细胞的努力类似于在艺术和科学学院的合作伙伴关系中进行的难以捉摸的颗粒进行难以捉摸的粒子。在对咖啡的谈话中，Ryd和Wu意识到癌细胞研究可以包含相同类型的复杂统计工具，这些工具有助于粒子物理学家了解稀有能源现象，例如众多寻求的Higgs玻色子。

“我们在粒子物理学中所做的是真正的统计数据分析，试图弄清楚功能形式描述了我们的数据，”Ryd说。“在这种情况下，兴趣是要查看异常值，进一步迁移的细胞，并表征。我们在粒子物理学中使用的很多工具对此分析非常好。”

吴的Biofluidics实验室与康奈克纳米级科技设施（CNF）合作，用于制造具有三个平行通道的微流体装置，每个频道大致是人发的宽度。该团队将乳腺肿瘤细胞引入装置中，以及趋化因子蛋白CCl19，其被淋巴结分泌，并且在恶性肿瘤细胞中高度表达。

为了模拟癌细胞轨迹，团队使用根，是在高能量物理和某些经济应用中进行统计分析的开源软件。

研究人员发现，趋化因子的存在使靶癌细胞更快地移动，并且异质性增加。

“与我们如何使社会正在努力使人口更加多样化，因为我们知道，如果人口多样化，它更加强大，更健康，”吴说。“我觉得癌症是同样的方式。他们的人口更加多样，更坚不可摧。“

抑制受体对CCl19的治疗可能会降低肿瘤细胞的侵袭性，尽管这也可能导致癌细胞吴说，采用新的，甚至是潜在的卫生策略来生存。

通过分析这些方式细胞应对环境提示 - 如化学梯度，温度，光强度而机械力 - 吴的团队希望阐明生物学的潜在原则，这并没有作为物理学的基本规律。

她的团队也可以借一些技巧。

“物理科学有很多工具，因为物理科学一直是一个非常定量的领域，”吴说。“这才唯一才能定量生物学开始塑造。所以我觉得这种集成是强大的，因为你不必重新发明轮子来做到这一建模。”

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