Ziarna melaniny modyfikują właściwości nanomechaniczne komórek czerniaka oraz obniżają zdolności inwazyjne tych komórek
Głównym celem niniejszej pracy doktorskiej było zbadanie wpływu ziaren melaniny na właściwości nanomechaniczne komórek czerniaka oraz zdolności inwazyjne tych komórek w warunkach in vitro. Wykorzystując unikatowe narzędzie nanotechnologii jakimm jest mikroskop sił atomowych wykazano, że obecność twardych, niedeformowalnych ziaren melaniny w komórkach czerniaka istotnie modyfikuje właściwości nanomechaniczne tych komórek, powodując wzrost modułu elastyczności. Ponadto pokazano, że obecność ziaren melaniny obniża zdolności inwazyjne komórek czerniaka in vitro, poprzez zmniejszenie podatności do deformacji ciała komórkowego, co warunkuje przenikanie komórek przez bariery mechaniczne podczas inwazji. Należy podkreślić, że obserwowany w tej pracy efekt zależy od liczby ziaren wewnątrz komórek. Szczegółowa analiza kluczowych parametrów biologicznych komórek czerniaka wykazała, że wpływ melaniny na inwazyjność czerniaka na poziomie komórkowym ma czysto mechaniczny charakter. Wyniki uzyskane w niniejszej pracy mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia procesu przerzutowania komórek czerniaka jak również mogą przyczynić się do opracowania nowej metody diagnozy tego złośliwego nowotworu. Stwierdzona w tej pracy zależność pomiędzy ilością ziaren melaniny a zdolnościami inwazyjnymi komórek czerniaka wskazuje na możliwość oceny stopnia ryzyka wystąpienia przerzutu w oparciu o pomiar zawartości melaniny w komórkach pozyskanych od pacjenta ze zdiagnozowanym nowotworem. Komórki zawierające więcej ziaren melaniny powinny mieć mniejsze prawdopodobieństwo dania przerzutu.
Melanin granules modify nanomechanical properties of melanoma cells and inhibit invasive abilities of the cells
The primary objective of this PhD Thesis was to examine the effect of melanin granules on nanomechanical properties of melanoma cells and the impact of the pigment granules on the cells invasive abilities in vitro. The obtained results demonstrate that melanin granules dramatically modify nanomechanical properties of melanoma cells bv increasing the cells elastic modulus. Moreover, the presence of melanin granules inhibits the invasive abilities of melanoma cells in vitro by reducing the cell capability to undergo extensive deformation when transmigrating through a mechanical barrier. It is important to stress that the observed effect depends on the number of melanin granules inside the cells. Furthermore, analysis of the cell vital functions indicates that the inhibitory effect of melanin granules is exclusively mechanical in nature. This observation is of key importance considering that the current concepts of melanoma metastasis ignore the mechanical effect of melanin granules on melanoma invasiveness. The revealed correlation between the number of melanin granules in melanoma cells and their metastatic abilities can have significant impact on future melanoma diagnosis. Quantitative analysis of melanin inside melanoma cells, obtained from patients with diagnosed melanoma may facilitate simple and accurate determination of the cell metastatic phenotype. Thus, cells containing more melanin granules would likely indicate lower invasive potential. Together with existing diagnostic methods, this could lead to a more complete melanoma diagnosis.
