Анализ рельефа опухолевых клеток MCF-7 при апоптических изменениях на основе фазово-контрастных изображений, полученных методом лазерной интерференционной микроскопии

Аннотация

Данные о рельефе поверхности клетки позволяют прогнозировать ее поведение и являются индикатором, дающим возможность оценить, находится ли клетка в состоянии апоптоза, то есть в состоянии гибели за счет активации внутриклеточных реакций (такое состояние клетки возникает как при нормальном развитии, так и в результате патологического процесса). Универсального метода регистрации состояния рельефа клетки и других ее механобиологических параметров не выработано, перспективной представляется лазерная интерференционная микроскопия. Цель работы - анализ поверхности опухолевых клеток при апоптических изменениях клеток рака молочной железы по фазово-контрастным (фазовым) изображениям, полученным методом лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ). Объектом данного исследования служат клетки линии MCF-7 (эпителиоподобной линии, образуемой клетками аденокарциномы протоков молочной железы человека) в нативном (со структурой непораженной клетки) состоянии и состоянии индуцированного апоптоза под действием противоопухолевого антибиотика доксорубицина. Изучение поверхности клеток основывается на интерпретации изолиний, построенных по данным об оптической толщине клеток и их морфологии в совокупности. По фазовым изображениям клеток определяются их общие морфометрические показатели. Визуализация оптических данных и их интерпретация выполняется с использованием программного обеспечения ImageJ-Fiji. Согласно критерию Уилкокснона-Манна-Уитни взятые для исследования выборки данных о клетках достоверно различны по их максимальному диаметру, периметру и коэффициенту сферичности. По результатам анализа изолинейных изображений построена диаграмма фазового состояния клеток в нативном состоянии и в состоянии апоптоза. Согласно диаграмме, в целом площадь сечений апоптозных клеток значительно меньше, чем площадь сечений нативных клеток на тех же координатах высоты. Характеристика клеток в рамках предложенной фазовой диаграммы согласуется с морфологическими признаками процесса апоптоза клеток, который регистрируется с помощью классических методов микроскопии. Построение диаграмм состояния клеток по параметрам их рельефа является перспективным для слежения за клеточном поведением и его прогнозирования, а также для оценки эффекта действия препаратов и терапевтических методов воздействия на патологические проявления.