Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

O naszych pląsających komórkach

To jak dokładnie komórki poruszają się wewnątrz organizmu długo było owiane tajemnicą, ale wyniki nowych badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców pokazują, że komórki lubią się przemieszczać niczym grupa taneczna wybierająca się gdzieś, by zapełnić puste mi...
O naszych pląsających komórkach
To jak dokładnie komórki poruszają się wewnątrz organizmu długo było owiane tajemnicą, ale wyniki nowych badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców pokazują, że komórki lubią się przemieszczać niczym grupa taneczna wybierająca się gdzieś, by zapełnić puste miejsca.

Zespół złożony z naukowców z Hiszpanii i USA zbadał siły fizyczne, które determinują migrację komórek. Odkrycia zaprezentowane w czasopiśmie Nature Materials pokazują, że schematy migracji są jednocześnie skoordynowane i chaotyczne, co oznacza, że na pierwszy rzut oka może się wydawać, iż komórki tańczą jak na sali balowej, a jednocześnie pogo pod sceną.

Dzięki wsparciu w postaci grantu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) z tematu "Pomysły" Siódmego Programu Ramowego (7PR) badania pokazują, że w niektórych przypadkach komórki wydają się walczyć ze sobą, ciągnąc i rozpychając się wokół jak gdyby w chaotycznym tańcu, mimo to jednocześnie poruszają się razem w stosunkowo skoordynowany i kooperatywny sposób w zamierzonym kierunku.

Dotychczas naukowcy wiedzieli, że komórki potrafią podążać za gradientami sygnałów rozpuszczalnych substancji chemicznych, zwanych morfogenami, które pomagają ukierunkować rozwój tkanki albo też za sygnałami fizycznymi, takimi jak adhezja do otoczenia. Podstawowe badania tych i innych mechanizmów migracji komórek koncentrowały się na wyizolowaniu zachowania komórki, aby rozwiązać zagadkę przebiegu migracji.

Opierając się na istniejącej wiedzy, w ramach obecnych badań zespół posunął się o kilka kroków naprzód, przyglądając się grupom komórek i skupiając się na siłach, jakie wywierają one na swoich bezpośrednich sąsiadów. Dane zgromadzono za pomocą technologii pomiaru zwanej Monowarstwową Mikroskopią Stresową, która umożliwiła zespołowi wizualizację znikomych sił mechanicznych wywieranych w punktach styczności między poszczególnymi komórkami. Badania doprowadziły do odkrycia nowego zjawiska, które naukowcy nazwali "filotaksją" - określenie wywodzące się od greckiego słowa "plithos", które oznacza chmarę, rój lub tłum.

Sedno badań polega na tym, że analizując komórki w grupie, naukowcy byli w stanie zdobyć znacznie większą wiedzę na temat ich zwyczajów i zachowań. Analizie poddano grupy komórek żyjące na pojedynczej, cienkiej warstwie i zmierzono siły jakich doświadczała każda z komórek w czasie nawigowania w grupie.

"Badanie komórki w izolacji nigdy nie pozwoli zrozumieć jej zachowań w tłumie" - wyjaśnia jeden z naukowców, Dhananjay Tambe z Harvard School of Public Health.

Wyniki z pewnością zaskoczyły zespół - jak wyjaśnia jeden z członków, Corey Hardin z Massachusetts General Hospital: "Sądziliśmy, że wraz z ruchem komórek - powiedzmy po to, by zasklepić ranę - podstawowe siły będą zsynchronizowane i będą ulegać płynnym modyfikacjom, aby zmieniać się spójnie w całym tłumie komórek jak w menuecie. Miast tego, odkryliśmy, że zmieniają się one w ogromnym zakresie, występując w postaci potężnych szczytów i spadków w całej monowarstwie. A zatem siły nie są w najmniejszym stopniu płynne ani regularne. Są raczej chaotycznie zorganizowane na podobieństwo pogo pod sceną, z rozpychaniem się i ciąganiem we wszystkich kierunkach jednocześnie, niemniej dając wspólnie początek ruchowi w danym kierunku."

Wspólne migracje komórek mają zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania organizmu. Dobrym przykładem jest formowanie się embriona - aby stworzyć embrion, komórki muszą poruszać się razem. Podobnie, aby wyleczyć ranę, komórki muszą poruszać się w masie w celu rozpoczęcia naprawy komórek.

Poznanie migracji grup komórek ma kluczowe znaczenie dla wiedzy o nowotworach, w przypadku których kolektywne migracje komórek mają negatywny wpływ na organizm. Złośliwe komórki mogą migrować do odległych miejsc, aby opanować inne tkanki i stworzyć nowe guzy. Jeżeli naukowcy będą mogli dotrzeć do istoty zbiorowych migracji komórek, umożliwi im to lepszą kontrolę nad warunkami, które są wywoływane przez nieprawidłową migrację. Badania mogą na przykład doprowadzić do nowego przełomu w wyjaśnianiu migracji komórek nowotworowych w śmiertelnym procesie przerzutów.

Odnosząc się do wagi tych badań jeden ze współautorów artykułu, Xavier Trepat z Katalońskiego Instytutu Bioinżynierii (IBEC), stwierdził: "Po raz pierwszy zaczynamy dostrzegać siły i poznawać, jak działają w dużych grupach komórek."

Naukowcy mają nadzieję, że odkrycia pomogą pogłębić wiedzę o mechanobiologii.

Źródło: Kataloński Instytut Bioinżynierii (IBEC):

Powiązane informacje

Programy

Kraje

  • Hiszpania, Stany Zjednoczone
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę