Synchronize cells in the cell cycle phases to correlate with their heterogeneous biomechanical properties
Résumé
The study of cells' mechanical properties is crucial for understanding their behavior and the development of diseases. This report focuses on the methods allowing the characterization of the mechanical properties of non-cancerous (RWPE-1) and cancerous (PC3-GFP) prostate cell lines, through the cell cycle. The goal is to investigate the impact of different cell cycle phases on the cells' mechanics.
Atomic Force Microscopy (AFM) is used to measure the mechanical properties by analyzing the force-distance curves obtained from the interaction between a cantilever and the cell surface. Previous work using unsupervised machine learning identified subgroups with distinct mechanical characteristics within a same cell population. It is hypothesized that changes in the mechanical properties of cells are related to the cell cycle phases, as the cytoskeleton, which determines cell mechanics, undergoes dynamic changes during the cell cycle. The report describes the experimental procedures, including cell synchronization using serum deprivation, flow cytometry control, comparing cell distribution in the cell cycle phases with subclasses proportions, and future experiments involving Fluorescent Ubiquitination-based Cell Cycle Indicator (FUCCI) cells.
Results show that serum deprivation did not effectively synchronize the RWPE-1 and PC3-GFP cells, but the mechanical subclasses obtained from previous work exhibit differences in distribution that may correspond to different cell cycle phases. The report discusses possible reasons for the lack of synchronization and suggests alternative methods. Additionally, it highlights the need for improved analysis techniques to better correlate the mechanical subclasses with the cell cycle distribution. Overall, this research contributes to understanding the relationship between cell mechanics and the cell cycle, which can lead to advancements in diagnosing and treating diseases.
L'étude des propriétés mécaniques des cellules est cruciale pour comprendre leur comportement et le développement des maladies. Ce rapport se concentre sur les méthodes permettant de caractériser les propriétés mécaniques des lignées cellulaires prostatiques non cancéreuses (RWPE-1) et cancéreuses (PC3-GFP), à travers le cycle cellulaire. L'objectif est d'étudier l'impact des différentes phases du cycle cellulaire sur la mécanique des cellules.
La microscopie à force atomique (AFM) est utilisée pour mesurer les propriétés mécaniques en analysant les courbes force-distance obtenues à partir de l'interaction entre un cantilever et la surface cellulaire. Des travaux antérieurs utilisant l'apprentissage automatique non supervisé ont permis d'identifier des sous-groupes avec des caractéristiques mécaniques distinctes au sein d'une même population cellulaire. On émet l'hypothèse que les changements dans les propriétés mécaniques des cellules sont liés aux phases du cycle cellulaire, car le cytosquelette, qui détermine la mécanique cellulaire, subit des changements dynamiques au cours du cycle cellulaire. Le rapport décrit les procédures expérimentales, notamment la synchronisation cellulaire par privation de sérum, le contrôle par cytométrie de flux, la comparaison de la distribution cellulaire dans les phases du cycle cellulaire avec les proportions des sous-classes et les expériences futures impliquant des cellules indicatrices du cycle cellulaire basées sur l'ubiquitination fluorescente (FUCCI).
Les résultats montrent que la privation de sérum n'a pas synchronisé efficacement les cellules RWPE-1 et PC3-GFP, mais les sous-classes mécaniques obtenues à partir de travaux antérieurs présentent des différences de distribution qui peuvent correspondre à différentes phases du cycle cellulaire. Le rapport examine les raisons possibles du manque de synchronisation et suggère des méthodes alternatives. En outre, il souligne la nécessité d'améliorer les techniques d'analyse pour mieux corréler les sous-classes mécaniques avec la distribution du cycle cellulaire. Dans l'ensemble, cette recherche contribue à comprendre la relation entre la mécanique cellulaire et le cycle cellulaire, ce qui peut conduire à des avancées dans le diagnostic et le traitement des maladies.
Domaines
Biomécanique [physics.med-ph]| Origine | Accord explicite pour ce dépôt |
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