Cellular mechanosensing at a distance

Abstract

The goal of the project is to determine differences in mechanical sensing at a distance between breast cancer cells and normal mammary epithelial cells. To achieve this goal, we aim to: 1. Optimize the device for mechanical sensing at a distance 2. Determine the effect of mechanical sensing at a distance on cell proliferation 3. Determine the effect of mechanical sensing at a distance on cell migration Breast cancer is one of the cancers with the highest incidence and mortality rates in women in Turkey as well as in the world. Tumor microenvironment comprises of cancer and normal cells, extracellular matrix, soluble biological and chemical factors. Biochemical aspects of the interactions of cancer cells with the constituents of the microenvironment are widely studied whereas biophysical studies are at limited numbers. There is increasing evidence that extracellular matrix can change the mechanics and function of cancer and stroma cells. It has been observed that cancer cells show different responses to soft and stiff tissues they are in direct contact with than normal cells. However, it is not known whether the distance at which cancer cells can feel the stiffness of a distant tissue is longer, the same or shorter than that of normal cells. The hypothesis we will test in this project is as follows: The distance at which cancer cells can feel the stiffness of a distant tissue is shorter than that of normal cells.

Projenin amacı, meme kanseri hücreleri ile normal meme epitel hücrelerinin uzaktan mekanik algılamalarındaki farklılıkları belirlemektir. Bu amaca ulaşmak için hedeflerimiz şunlardır: 1. Uzaktan mekanik algılama aygıtının en uygun şeklinin belirlenmesi 2. Uzaktan mekanik algılama aygıtında uzaktan mekanik algılamanın hücre çoğalmasına etkisinin belirlenmesi 3. Uzaktan mekanik algılama aygıtında uzaktan mekanik algılamanın hücre göçüne etkisinin belirlenmesi Meme kanseri dünyada olduğu gibi dünyada ve Türkiye’de de kadınlarda en sık görülen ve ölüm oranı en yüksek olan kanser çeşitlerindendir. Tümör mikroçevresi, sağlıklı ve kanserli hücreleri, hücredışı matriksi, çözünür halde biyolojik ve faktörlerini ve kimyasal etkenleri içerir. Kanser hücrelerinin mikroçevre bileşenleri ile etkileşimlerinin biyokimyasal yönleri yaygın olarak incelenmektedir; fakat biyofiziksel çalışmalar sınırlı sayıdadır. Hücredışı matriksin kanser ve destek doku hücrelerinin mekaniğini ve işlevlerini değiştirebildiğine dair kanıtlar artmaktadır. Kanser hücrelerinin doğrudan temas halinde oldukları sert ve yumuşak dokulara normal hücrelerden farklı tepkiler verebildikleri de görülmüştür. Fakat kanser hücrelerinin doğrudan temas halinde bulunmadıkları dokuların sertliklerini hissedebildikleri uzaklığın normal hücrelerinkinden daha büyük, küçük veya eşit olup olmadığı bilinmemektedir. Bu uzaklığın metastaz avantajı sağlaması açısından kanser hücreleri için daha büyük olması beklenmektedir. Bu projede test edeceğimiz hipotez şu şekildedir: Kanser hücrelerinin doğrudan temas halinde bulunmadıkları dokuların sertliklerini hissedebildikleri uzaklık normal hücrelerinkinden daha uzundur.