Атомно-силовая микроскопия (АСМ) является сравнительно новым методом в биомедицине, обеспечивая оценку морфологических и функциональных характеристик раковых клеток и их микроокружения, ответственных за инвазию и прогрессирование опухоли.



Материалы и методы:



В ходе данной работы было применен АСМ-картирование высокого разрешения большого числа клеток. Мы проанализировали наномеханические свойства культур клеток глиом раннего пассажа с различным мутационным статусом IDH1 R132H. В ходе анализа каждая культура клеток была дополнительно кластеризована по наличию маркера CD44 для выявления возможных наномеханических признаков, которые дифференцируют фенотипы клеток, различающиеся по пролиферативной активности и характерному поверхностному маркеру.



Результаты:



Мутантные клетки IDH1 R132H по сравнению с клетками IDH1 дикого типа (IDH1wt) характеризуются двукратным увеличением жесткости и 1,5-кратным модулем упругости. Клетки CD44+/IDH1wt были в два раза жестче и значительно жестче, чем клетки CD44-/IDH1wt. В отличие от клеток дикого типа IDH1, CD44+/IDH1 R132H и CD44-/IDH1 R132H не проявляли наномеханических признаков, обеспечивающих статистически достоверную дифференциацию этих субпопуляций. Медианные значения жесткости клеток зависит от наличия мутации и маркирования CD44: IDH1 R132H mt (4,7 мН/м), CD44+/IDH1wt (3,7 мН/м), CD44-/IDH1wt (2,5 мН/м). Полученные результаты указывают на то, что количественное наномеханическое картирование может стать многообещающим методом быстрого анализа клеточной популяции, пригодного для детальной диагностики и персонализированного лечения форм глиомы.

Atomic force microscopy (AFM) is a relatively new technique in biomedicine, procuring an assessment of the morphological and functional characteristics of cancer cells and their microenvironment responsible for tumor invasion and progression.



Materials and methods:



In the course of this work, high-resolution AFM mapping of a large number of cells was used. We analyzed the nanomechanical properties of cell cultures of early passage gliomas with different IDH1 R132H mutational status. During the analysis, each cell culture was additionally clustered by the presence of the CD44 marker to identify possible nanomechanical features that differentiate cell phenotypes that differ in proliferative activity and a characteristic surface marker.



Results:



Mutant IDH1 R132H cells compared with wild-type IDH1 (IDH1wt) cells are define by a significant cell hardening. CD44+ IDH1wt cells were twice as harder than CD44- IDH1wt cells. In contrast to IDH1 wild-type cells, CD44+ IDH1R132H and CD44- IDH1R132H did not show nanomechanical patterns that provide statistically significant differentiation of these subpopulations. Median cell stiffness values depend on the presence of IDH1 R132H mutation and CD44 labeling: IDH1R132Hmt, 4.7 mN/m; CD44+/IDH1wt, 3.7 mN/m; CD44-/IDH1wt, 2.5 mN/m. The obtained results indicate that quantitative nanomechanical mapping becoming a promising method for rapid analysis of the cell population, suitable for detailed diagnosis and target treatment of gliomas.