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馬薩諸塞總醫(yī)院（MGH）的研究員開發(fā)了用于繪制和測量腫瘤內(nèi)固體應(yīng)激（由固體和彈性部件施加的力）的新方法，這項工作可以幫助提高對這些力及其作用的理解，同時還有益于發(fā)展新的治療方法。來自MGH放射腫瘤科腫瘤生物學Steele實驗室的團隊在《自然生物醫(yī)學工程》上報告了他們的發(fā)現(xiàn)。
“我們已經(jīng)知道在纖維化腫瘤中組織硬度高于正常值，因為其中含有大量膠原和其他結(jié)締組織，并且它與癌癥的幾種特征相關(guān)，包括腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，”Rakesh K. Jain博士，Steele實驗室主任，論文作者說道。“固體應(yīng)激不同于硬度：它是在纖維化腫瘤內(nèi)傳遞的機械力，就像壓縮彈簧，它在腫瘤生長過程中不斷積累，并作為彈性能量存儲著。”
Jain的團隊在1997年發(fā)現(xiàn)了*個可以證明腫瘤中固體應(yīng)激存在的證據(jù)，并且在2012年進行了*次測量。在許多研究中，他們已經(jīng)證明，固體應(yīng)激對血液和淋巴管的壓迫影響了氧氣的供應(yīng)從而導致腫瘤的惡化，而這降低了化療、免疫治療和放射治療的有效性。zui近，他們發(fā)現(xiàn)，對活體動物腫瘤細胞中的固體應(yīng)激的直接刺激影響了腫瘤的發(fā)生和遷移的途徑。這樣，可以通過減少膠原和透明質(zhì)酸（含有應(yīng)激的細胞外基質(zhì)的兩種主要結(jié)構(gòu)成分）降低固體應(yīng)激，增強常規(guī)治療的效果，其目前正在MGH臨床試驗中進行測試。
《自然生物醫(yī)學工程》上的論文描述了團隊對實驗方法和數(shù)學架構(gòu)的發(fā)展，提供了腫瘤中固體應(yīng)激的二維映射、小腫瘤內(nèi)低水平的固體應(yīng)激靈敏度估值，例如腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移，量化活動動物腫瘤細胞中固體應(yīng)激的能力。所有這些方法都以腫瘤切割的概念為基礎(chǔ)，并且由于組織生長期間存儲的應(yīng)力的釋放，用超聲或光學顯微鏡可以對組織形變進行高分辨率測量。
使用這些方法在原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性腫瘤以及少數(shù)人類腫瘤樣品中進行測量，結(jié)果表明，原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性腫瘤中的固體應(yīng)激和儲存的彈性能量可能不同，因為它們依賴于兩種不同腫瘤細胞及其周圍的微環(huán)境。具有較高彈性能量的腫瘤不一定更硬，反之亦然。固體應(yīng)激隨著腫瘤生長而增加，并且腫瘤周圍的正常組織對固體應(yīng)激有明顯反應(yīng)。
哈佛醫(yī)學院放射腫瘤科（腫瘤生物學）的Cook教授說，“兩種藥物現(xiàn)在正在臨床試驗中，它們通過靶向膠原和透明質(zhì)酸降低作用在腫瘤血管上的機械力。類似于我們以前開發(fā)的用于測量固體應(yīng)激的方法，這些新方法也可以用于測量固體應(yīng)激減少劑的效果。”
他補充說：“固體應(yīng)激的表征也有利于治療肥胖患者的癌癥，我們zui近發(fā)現(xiàn)胰腺腫瘤中的脂肪細胞、免疫細胞和成纖維細胞之間的作用使肥胖患者的纖維化微環(huán)境惡化，進一步加強了血管的壓迫。這可能是迄今為止所確定的固體應(yīng)激的zui重要的結(jié)論，由此生產(chǎn)的旨在減輕固體應(yīng)激的藥劑可以改善這種常見的致命癌癥的不良結(jié)果。”
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