乳腺癌已被證明特別難以發現和對抗，因為癌細胞能夠與健康細胞混合。然而，仔細檢查正常細胞和病變細胞的化學構成和形狀，有望幫助醫生將癌症從陰影中拉出來。
密歇根大學安娜堡綜合癌症中心的研究人員在《細胞幹細胞》雜誌上報告說，他們發現了一種可以用來識別乳腺腫瘤中癌症幹細胞的標記物。儘管它們僅佔腫瘤細胞的5%，但幹細胞（其定義為能夠產生相同細胞並轉化為其他細胞型別）被認為在癌症的擴散中起著關鍵作用。
這項於2004年末開始的密歇根研究表明，來自正常和癌性乳腺組織且含有高水平醛脫氫酶(ALDH)酶組的細胞表現得像幹細胞。在研究的577個人類乳腺癌組織樣本中，那些腫瘤ALDH1（酶的一種特定形式）檢測呈陽性的樣本，存活的可能性較低，並且發生轉移的可能性比ALDH1陰性腫瘤患者高1.76倍。在研究樣本中，19%至30%的樣本中發現了ALDH1。
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研究高階作者、內科助理教授加布裡埃拉·東圖說，ALDH1在正常和惡性幹細胞中的存在支援了它們是惡性轉化的主要目標的理論。“我們認為，只有極少數的細胞真正具有無限生長的能力，因此會驅動癌症的復發和轉移，”她說。“正常幹細胞和癌細胞具有共同的特徵，這一事實更加支援了癌症是由正常幹細胞引起的。”
東圖補充說，這種關於癌發生的幹細胞模型在臨床上的意義“改變了我們進行早期診斷預後，以及非常重要的，我們如何開發治療方法的方式”。隨著研究的進展，她和她的同事計劃開發可能消除乳腺腫瘤和其他組織癌症中癌症幹細胞的治療策略。 然而，研究人員承認，在將這些發現應用於臨床測試或治療之前，還需要做更多的工作。
在一項相關研究中，一組加州大學洛杉磯分校的研究人員正在專門尋找體腔液中的癌細胞。該團隊在《自然奈米技術》線上版上報告說，傳統的診斷方法（例如使用細胞標記物）可以檢測到體液中存在癌細胞的約70%的病例，但會遺漏其餘的病例。
加州大學洛杉磯分校的研究人員使用光學顯微鏡發現，從肺癌、乳腺癌和胰腺癌患者的胸腔液中提取的正常細胞和癌細胞看起來非常相似。但是，當他們將原子力顯微鏡 (AFM) 連線到普通光學顯微鏡時，他們能夠使用其微小而鋒利的尖端“感覺”細胞，方法是抵住細胞表面以確定其柔軟程度，研究合著者、加州大學洛杉磯分校喬恩森綜合癌症中心的研究員、病理學和實驗室醫學副教授饒建宇 (Jianyu Rao) 說。
AFM實際上不是顯微鏡，而是一種帶有極小矽探針的裝置，該探針可以連線到光學顯微鏡，用於在奈米尺度上成像、測量和操縱物質。加州大學洛杉磯分校化學和生物化學教授、該校加州奈米系統研究所成員詹姆斯·吉姆澤夫斯基說：“它就像一根手指，可以感覺到細胞的柔軟度。” 探針的尖端直徑通常不大於 20 奈米。
在探測細胞後，AFM會根據遇到的阻力分配一個值，該值表示細胞的柔軟程度。研究人員發現，癌細胞比正常細胞柔軟得多，正常細胞的硬度各不相同。這對於所研究的所有胰腺細胞、肺細胞和乳腺細胞都是如此。
饒和他的同事希望使用這種觸感式 AFM 來測試原發腫瘤的惡性程度，並研究不同癌症的行為方式。“有些腫瘤細胞可能比其他細胞更硬，這意味著它們可能不太容易轉移，”因此患者的危險性較低，饒說。
展望未來，AFM 最有可能不是作為初始檢測工具，而是作為檢查癌症是否正在擴散或緩解的手段。體液積聚不一定是癌症的跡象，因此瞭解這種體液中細胞的性質對於確定可能的治療方法非常重要，科學家們說。“我們必須檢查體液以確定它是否是癌症陽性，”饒說，“因為這可以決定治療是否需要更積極。”
加州大學洛杉磯分校的研究人員還在使用 AFM 研究不同藥物對癌細胞的影響。“我們想看看細胞在使用我們使用的藥物後會發生什麼變化，”研究合著者、加州大學洛杉磯分校化學和生物化學系的研究生薩拉·克羅斯說。目標是開發比目前可用的毒性更小的藥物，以阻止正常細胞癌變，從而阻止疾病的致命傳播。