Opis projektu
Dynamika wspólnego rozwoju i adaptacji komórek i macierzy zewnątrzkomórkowej
W organizmie zachodzą niezwykle dynamiczne interakcje pomiędzy komórkami a macierzą zewnątrzkomórkową. Odgrywają one ważną rolę w procesie powstawania tkanek, ale są również odpowiedzialne za rozwój chorób takich jak kardiomiopatia i nowotwory. To wzajemne oddziaływanie stanowi niespotykane wyzwanie w opiece zdrowotnej, szczególnie w medycynie regeneracyjnej. Celem projektu CoEvolve jest odkrycie podstawowych zasad biofizyki leżących u podstaw dynamicznych oddziaływań komórka–macierz zewnątrzkomórkowa w celu rozszyfrowywania procesu mechanoadaptacji. Badacze wykorzystają najnowocześniejszą technologię manipulacji in vitro do przeprowadzenia niezależnych badań oddziaływań komórka–macierz, aby dowiedzieć się, jak komórki wyczuwają swoje otoczenie, jak przemodelowanie macierzy wpływa na właściwości mechaniczne oraz jak wszystkie te interakcje przekładają się na tworzenie się tkanek. Wyniki projektu wpłyną na kierunek przyszłych badań z zakresu medycyny regeneracyjnej i rekonstrukcji tkanek.
Cel
Cells in our body are exceptionally robust: they constantly adapt their properties and behavior to their physical environment. Less appreciated but equally important, the extracellular matrix (ECM) around the cells also adapts to accommodate cell activity. This highly dynamic feedback between the cell and the ECM has been increasingly recognized to play a key role in not only tissue morphogenesis and functions, but also a variety of diseases, from cardiomyopathies to cancer. Moreover, it presents an unprecedented challenge in healthcare and therapeutics, especially regenerative medicine, as progress in this field requires a paradigm shift from conventional, static cell descriptions to a co-evolving cell and tissue physiology. This proposal aims to instigate this transformation by unravelling the fundamental biophysical principles behind cell–matrix dynamic reciprocity and generating a multiscale roadmap of mechanoadaptation critical in functional tissue regeneration.
To achieve this goal, we will develop cutting-edge in vitro manipulation tools to deconstruct and rebuild the dynamics of cells and the ECM independently and interactively, thereby granting us full spatiotemporal control of each component in the system. Using this unique tissue-environment-inspired bottom-up approach, we will dissect how 1) physical changes in the environment are sensed and elicit response by the cell, 2) cell-induced ECM remodeling contributes to mechanical signal transmission, and 3) these local changes are orchestrated into global coordinated mechanoadaptation at the tissue level. The findings will have a broad impact on our fundamental understanding of cell and tissue physiology by identifying novel concepts in mechanoadaptation and will offer specific biomaterial design principles for tissue regeneration. The developed methodology will also advance the field in new directions by enabling further studies on downstream cell and tissue (mal)functions under dynamic conditions.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
5612 AE Eindhoven
Niderlandy