Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αθανασία Σιαφάκα- Καπάδαη Καθηγήτρια Ε.Κ.Π.Α. (επιβλέπουσα), Σωτήριος Κακαμπάκος Ερευνητής Α' Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. "Δημόκριτος", Μαργαρίτα Χατζηχρηστίδη Λέκτορας Ε.Κ.Π.Α.
Περίληψη:
Η νανοτοπογραφία των επιφανειών είναι δυνατόν να επηρεάζει την προσκόλληση και
τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, καθώς και άλλες βασικές κυτταρικές
λειτουργίες. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της
επιφανειακής νανοτοπογραφίας στην προσκόλληση, την επιβίωση και τον
πολλαπλασιασμό φυσιολογικών ινοβλαστών και καρκινικών κυττάρων. Λεπτά υμένια
πολυ(μεθακρυλικού μεθυλεστέρα) (PMMA), τα οποία είχαν επιστρωθεί σε δισκία
πυριτίου, εγχαράχθηκαν με διαφορετικές συνθήκες πλάσματος Ο2 (δυναμικό
αυτοπόλωσης: 0-100 Volt, θερμοκρασία ηλεκτροδίου 15 και 65 οC, χρόνος
εγχάραξης: 3 δευτερόλεπτα, 1 λεπτό και 3 λεπτά) με σκοπό να δημιουργηθεί
διαφορετική τραχύτητα στις επιφάνειες. Οι κατεργασμένες επιφάνειες καθώς και μη
κατεργασμένες χρησιμοποιήθηκαν ως υποστρώματα για την καλλιέργεια φυσιολογικών
ινοβλαστών και καρκινικών κυττάρων προερχόμενων από ινοσάρκωμα, της σειράς
ΗΤ1080. Βρέθηκε ότι στη μη κατεργασμένη επιφάνεια οι φυσιολογικοί ινοβλάστες
προσκολλώνται και πολλαπλασιάζονται, σε αντίθεση με τους καρκινικούς, οι οποίοι
προσκολλώνται ασθενώς. Αντίθετα, στις επιφάνειες οι οποίες είχαν υποστεί
κατεργασία με πλάσμα Ο2 με δυναμικό 100 Volt για 3 λεπτά βρέθηκε ότι μετά από
μία ημέρα καλλιέργειας προσκολλώνται 3 φορές περισσότερα καρκινικά κύτταρα σε
σύγκριση με τα φυσιολογικά. Επιπλέον, μετά από τρεις ημέρες καλλιέργειας ο
πληθυσμός των καρκινικών κυττάρων είχε αυξηθεί 6 φορές σε σύγκριση με τη μία
μέρα, ενώ ο πληθυσμός των φυσιολογικών υποδιπλασιάζεται με αποτέλεσμα ο
αριθμός των καρκινικών κυττάρων ανά μονάδα επιφανείας να είναι 33 φορές
υψηλότερος σε σύγκριση με εκείνον των φυσιολογικών. Διαπιστώθηκε ότι οι
νανοδομημένες επιφάνειες προκαλούσαν παραμόρφωση του κυτταροπλάσματος και
συρρίκνωση της επιφάνειας των πυρήνων των φυσιολογικών ινοβλαστών, ενώ δεν
είχαν επίδραση στη μορφολογία των καρκινικών κυττάρων. Για να διερευνηθεί η
αιτία της μείωσης του αριθμού των φυσιολογικών κυττάρων στις τραχείες
επιφάνειες μελετήθηκε ο βαθμός απόπτωσής τους μέσω της δοκιμασίας
σταυροσπορίνης. Διαπιστώθηκε ότι η μείωση του αριθμού των κυττάρων δεν
οφείλεται σε απόπτωση καθώς δεν ανιχνεύθηκαν αποπτωτικά σώματα στους πυρήνες
ούτε των φυσιολογικών ούτε των καρκινικών κυττάρων. Μελετήθηκε, επίσης, ο
βαθμός σ
χηματισμού εστιακών επαφών μέσω μεθόδου ανοσοκυτταρολογίας για την ανίχνευση
βινκουλίνης. Διαπιστώθηκε ότι οι φυσιολογικοί ινοβλάστες σχηματίζουν ώριμες
εστιακές επαφές μόνο στις μη κατεργασμένες επιφάνειες ενώ στις κατεργασμένες με
πλάσμα επιφάνειες ο αριθμός των εστιακών επαφών είναι πολύ μικρός. Επομένως, η
μείωση του πληθυσμού των φυσιολογικών κυττάρων μετά από τρεις ημέρες
καλλιέργειας στις πολύ τραχιές επιφάνειες είναι δυνατόν να οφείλεται στην
ασθενή προσκόλλησή τους στην επιφάνεια η οποία παρεμποδίζει την φυσιολογική
ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό τους. Λόγω των ιδιαίτερα ενθαρρυντικών
αποτελεσμάτων ως προς την επιλεκτική προσκόλληση καρκινικών κυττάρων στις
νανοδομημένες επιφάνειες, στο πλαίσιο της εργασίας, πραγματοποιήθηκαν πειράματα
συγκαλλιέργειας καρκινικών και φυσιολογικών κυττάρων σε αυτές τις επιφάνειες.
Τα κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν σε διαφορετικές αναλογίες στο αρχικό εναιώρημα της
καλλιέργειας και βρέθηκε ότι ακόμη και στην περίπτωση κατά την οποία ο αρχικός
αριθμός καρκινικών κυττάρων ήταν υποδεκαπλάσιος των φυσιολογικών, μετά από
τρεις ημέρες καλλιέργειας ο αριθμός τους ήταν διπλάσιος των φυσιολογικών.
Επομένως, οι νανοδομημένες μέσω πλάσματος οξυγόνου επιφάνειες μπορεί να
αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο για τον εμπλουτισμό και την απομόνωση
καρκινικών κυττάρων που προέρχονται από νεοπλασματικούς ιστούς και θα μπορούσαν
να χρησιμεύσουν τόσο για την έγκαιρη διάγνωση της ασθένειας όσο και για την
επιλογή κατάλληλων θεραπευτικών σχημάτων σε επίπεδο in vitro καλλιέργειας με
στόχο την εξατομικευμένη θεραπεία.
Λέξεις-κλειδιά:
Προσκόλληση κυττάρων , Νανοδόμηση επιφανειών, Πλάσμα Ο2 , Εμπλουτισμός πληθυσμού καρκινικών κυττάρων
