Siły fizyczne w migracji komórkowej

Europejscy badacze dostarczyli mechanistycznego opisu poruszania się swobodnie połączonych komórek, zmieniając obecne spojrzenie na migrację komórkową.

Zdrowie

Podczas prawidłowego rozwoju lub w warunkach nieprawidłowych, takich jak przerzuty nowotworowe lub leczenie ran, migracja komórek odgrywa fundamentalną rolę. Liczne badania podkreślają rolę komórek nabłonkowych, które zwykle formują skórę lub granice narządów. Fizyczne oddziaływania, ścinanie, przyciąganie i odpychanie między tymi komórkami, koordynuje migrację warstwy komórkowej. Uzyskano niedawno dowody, że swobodnie połączone komórki śródmiąższowe również podlegają zbiorowym migracjom. Aby wyjaśnić mechanizm tego zjawiska, naukowcy z finansowanego przez UE projektu MESENCHYMAL COLL MOT (Physical forces involved in collective migration of mesenchymal versus epithelial cells) badali migrację śródmiąższowych komórek grzebienia nerwowego (NCC) u platany szponiastej, będącej organizmem modelowym. Podczas rozwoju zarodkowego kręgowców NCC różnicują się po stronie cewy nerwowej i podlegają przemianie nabłonkowo-śródmiąższowej (EMT). Aby obserwować migrację NCC zarówno u zarodków jak i w prowadzonych kulturach, badacze korzystali z mikroskopii serii czasowych. Do pomiaru sił wywieranych przez komórki stworzyli oni również mikroskopię sił trakcji. W celu opisania różnic między komórkami nabłonkowymi a śródmiąższowymi prześledzono los NCC przed i po EMT. Potwierdzono, że NCC przed EMT zachowują się jak komórki nabłonkowe, a po tym procesie — jak komórki śródmiąższowe. Ponadto zaobserwowano, że gdy komórki śródmiąższowe napotykają inne komórki, ich wypustki zanikają a same komórki odsuwają się. Zjawisko to, znane jako kontaktowa inhibicja lokomocji (CIL), zostało opisane dla wielu różnych typów komórek. CIL umożliwia kolektywną migrację komórek śródmiąższowych, nie wystarcza jednak do wyjaśnienia całokształtu zjawiska. Naukowcy zaobserwowali, że dalsza migracja komórek wymaga wzajemnego przyciągania, wydzielania substancji ulegających dyfuzji, jak również inhibicyjnej molekuły Versican, która nasila kolektywny, nakierowany ruch komórek. Reasumując, odkrycia uczestników badania MESENCHYMAL COLL MOT dostarczają nowej wiedzy na temat fundamentalnego zjawiska biologicznego. Wiedza ta przyczyni się do rozwoju biologii nowotworzenia, umożliwiając porównanie metastatycznych właściwości komórek nowotworowych.