A mecano-microscopia multimodal revela fenótipos mecânicos de esferoides de câncer de mama em três dimensões

A invasão de células cancerígenas depende de um equilíbrio entre a deformabilidade celular e as restrições biofísicas impostas pela matriz extracelular (ECM). No entanto, há pouco consenso sobre a natureza das alterações biomecânicas locais na disseminação de células cancerígenas no contexto de microambientes tumorais tridimensionais (TMEs). Embora as limitações dos modelos bidimensionais (2D) na replicação do comportamento celular in situ sejam bem conhecidas, os modelos de TME 3D continuam subutilizados porque as ferramentas contemporâneas de quantificação mecânica são limitadas a medições de superfície. Aqui, superamos esse grande desafio quantificando a mecânica local de esferoides de células cancerígenas em TMEs 3D. Conseguimos isso utilizando mecano-microscopia multimodal, integrando a imagem de elasticidade baseada em microscopia de coerência óptica com a microscopia de fluorescência confocal. Observamos que esferoides de câncer não metastáticos não apresentam invasão, apresentando aumento na elasticidade celular periférica em ambientes rígidos e macios. No entanto, esferoides de câncer metastáticos mostram amolecimento mediado pela ECM em um microambiente rígido e, em um ambiente macio, iniciam a invasão celular com amolecimento periférico associado à disseminação metastática precoce. Este exemplar de mecanotipagem 3D de células vivas apoia que a invasão aumenta a deformabilidade celular em um contexto 3D, ilustrando o poder da mecano-microscopia multimodal para mecanobiologia quantitativa in situ.