Biomechanics of cancer cell motility

Metastatic cancer is a devastating disease and an unmet clinical need. The local invasion and colonization of distant organs by cancer cells are both dependent on cell migration, a conserved cellular process that allows eukaryotic cells to traverse complex tissue microenvironments. This is achieved by dynamic regulation of the intracellular cytoskeleton and varying degrees of adhesion between cells and the extracellular milieu. Integrins are dimeric transmembrane receptors and the main cell adhesion molecules responsible for mediating interactions between cells and the extracellular matrix (ECM). They transmit cytoskeletal forces to the ECM, facilitating cell migration and ECM remodeling, and simultaneously inform the cell of the molecular composition and biomechanical properties of the local microenvironment. Malignant tumors are characterized by aberrant ECM architecture and other physical traits that differ markedly from healthy tissues. Tissue biomechanics can influence most cellular processes, including migration, but many of the underlying mechanisms are still inadequately understood. This thesis provides new insights into the direct and indirect mechanisms that contribute to the biomechanical regulation of cancer cell motility. New tools for preparing cell culture substrates with stiffness gradients or dynamic micropatterns were established and used to investigate mechanically directed cell migration, cell polarization in response to local ECM geometry, and mechanosensitivity of ECM-remodeling adhesions. We found that the growth of fibrillar adhesions (FB), integrin adhesion complexes (IAC) responsible for fibronectin fibrillogenesis, is directly responsive to substrate stiffness. Further, we observed for the first time that human glioblastoma cells can migrate preferentially toward more compliant environments. This behavior, and the conventional positive durotaxis in other adherent cells, was explained by the molecular clutch model of cell adhesion. Finally, we found that cell front-rear polarization on anisotropic micropatterns is dependent on the biochemical composition of the substrate, impacting migration when the cells are released on fibronectin. Taken together, the results presented here improve our understanding of the different biomechanical cues that regulate and guide the movement of human cells. They also provide technological advancements for studying various aspects of cancer mechanobiology.Syöpäsolujen liikkeen biomekaniikka Metastaattinen syöpä on tappava tauti, ja siihen käytettävissä olevat hoitokeinot ovat edelleen rajalliset. Syöpäsolujen paikallinen leviäminen ja etäpesäkkeiden lähettäminen terveisiin kudoksiin ovat molemmat riippuvaisia solumigraatiosta, solujen kyvystä liikkua erilaisissa monimutkaisissa mikroympäristöissä. Solujen liikettä edistävät sekä solunsisäisen tukirangan dynaaminen säätely että solujen tarttuminen toisiin soluihin ja ympäröivään soluväliaineeseen. Integriinit ovat dimeerisiä solukalvoreseptoreja, ja ne ovat päävastuussa solujen ja soluväliaineen välisistä suorista vuorovaikutuksista. Reseptorit välittävät solun tukirangan tuottamia voimia soluväliaineeseen, mikä edistää solujen liikkumista ja soluväliaineen muokkausta. Samalla solut saavat tietoa paikallisen mikroympäristön biokemiallisista ja mekaanisista ominaisuuksista. Pahanlaatuisten kasvaimien sekä terveiden kudosten fysikaaliset ominaisuudet, esimerkiksi soluväliaineen rakenne, poikkeavat usein huomattavasti toisistaan. Kudosten biomekaniikka puolestaan säätelee useimpia biologisia prosesseja, muun muassa solumigraatiota, mutta monet tähän liittyvistä molekyylitason mekanismeista tunnetaan vielä verrattain huonosti. Tämä väitöskirja tarjoaa lisätietoa syöpäsolujen liikkeen biomekaaniseen säätelyyn liittyvistä suorista ja epäsuorista mekanismeista. Tutkimuksessa kehitettiin uusia tekniikoita erilaisten jäykkyysgradientteja tai dynaamisia mikrokuvioita sisältävien soluviljelyalustojen tuottamiseksi. Näitä menetelmiä käytettiin mekaanisesti ohjatun solumigraation, solujen polarisaation ja soluväliainetta muokkaavien adheesioiden tutkimiseen. Havaitsimme, että soluväliaineen muokkaamiseen osallistuvien fibrillaaristen adheesioiden kasvu on riippuvainen solun kasvuympäristön jäykkyydestä. Tulokset osoittavat myös, että tietyt ihmisen glioblastoomasolut voivat liikkua jäykistä ympäristöistä pehmeämpiä kohden. Tämä ilmiö sekä tavanomaisempi positiivinen durotaksis, solujen liike pehmeistä jäykkiin ympäristöihin, selittyvät molemmat niin sanotulla molekyylikytkinmallilla. Lopuksi havaitsimme, että solujen etu-takasuuntainen polarisaatio epäsymmetrisillä mikrokuvioilla on riippuvainen mikrokuvioiden biokemiallisesta koostumuksesta, mikä vaikuttaa myös solujen myöhempään migraatioon. Tulokset tarjoavat tärkeää lisätietoa solumigraation biomekaanikasta. Lisäksi uudet menetelmät soveltuvat hyvin myös muiden syövän mekanobiologiaan liittyvien mekanismien tutkimiseen

Uutiskirjemoduulin suunnittelu ja ohjelmointi

Opinnäytetyömme tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa yksinkertainen ja edullinen uutiskirjemoduuli rovaniemeläisen ohjelmistotalo WAF-Solutions Oy:n sähköiseen markkinointiin. Uutiskirjemoduuli on tehty Perl-ohjelmointikieltä käyttäen. Muita ohjelmointikieliä ja tekniikoita, joita työssämme tarvitsimme, olivat HTML, SQL ja JavaScript sekä Ajax. Dynaamisuuden edistämiseksi hyödynsimme rakennusvaiheessa Ajaxia. Opinnäytetyöprosessin tuloksena syntyi toimiva uutiskirjemoduulisovellus, jonka luovutimme toimeksiantajamme käyttöön

Personal Health Data: Accessibility and Value in a Danish Context

The rapidly-evolving digital life of individuals has led to an increasing amount of personal health data (PHD) that are stored across various databases. This study aims to examine challenges encountered by healthy participants while accessing their PHD and to discuss how this knowledge can be used for the creation of future healthcare services. The participants were tasked to find and access their PHD. Thematic analysis of semi-structured interviews and journaling were the methodologies to examine participants’ experience of accessing their PHD, and the perceived value of data. Our findings point out that the participants felt that PHD are accessible through services, nevertheless accessing of PHD were found to be a laborious task. Participants were disappointed by the experience of using various interfaces of the services. The perceived value of PHD was found to be dependent on the usability and personalisation features of the services, rather than on the data itself

Personal Health Data: Access and Perceived Value in Denmark

Abstract This study explores how accessible and valuable Personal Health Data are in Denmark. This paper uses a qualitative inquiry which was adopted to provide information about (1) the accessibility of data available, (2) and the perceived value of data by recruiting 8 healthy Danish individuals who were instructed to access their personal health data, and were then prompted to discuss how accessible and valuable they perceived their personal health data to be. In total, participants accessed 31 datasets and wearable sensor data through 23 web applications and 8 mobile applications. They reported on search and access challenges in interviews and through journaling. Our results suggest that participants were satisfied with the access they had to their personal health data, however the participants expressed disappointment in ways the data was presented for them by the services and platforms. Thus, we concluded that the perceived value of personal data were found to be dependent on the usability and personalization features of the services, rather than on the data itself

Museologiasta henkeä uuden museolain kirjaimeen.

Kirjallisuusarvostel

Enriching Everyday Experience with a Digital Service: Case Study in Rural Retail Store

A novel omnichannel service concept was developed and piloted in the context of everyday retail service environment. A starting point for the new service was a need to provide the customers of a small rural retail store with wider selection of goods through integrating web shopping interface to the store’s service processes. One of the driving design principles was to achieve a seamless service experience by a fusion of web and physical retail channels. The findings from the case study were analysed from the viewpoint of store customers and personnel. Over half of the interviewed customers stated they were likely to use the novel retail service in the future. Previous experience with online shopping appeared to have a direct, positive effect on the customers’ willingness to adopt the service into use. The hands-on demonstration was proved to be an advantageous way for introducing the novel service to potential users. Personnel’s attitudes towards the service concept were in general enthusiastic and positive; however the service also invoked some initial concerns mostly related to additional work load. The personnel also clearly appreciated the positive effects of the new service on the store and customers