Buňky mohou cítit 10x dál, než se očekávalo, což může vysvětlit šíření rakoviny

Foto: Pathak lab

Buňky a jejich schopnost cítit dál, než se předpokládalo

Vědci objevili, že buňky mohou cítit mnohem dál, než se dotýkají povrchů. Zatímco jednotlivé rakovinné buňky mohou zkoumat okolí asi 10 mikronů dopředu tím, že tahají za okolní kolagenová vlákna, shluky normálních epitelových buněk mohou spojit síly a detekovat vrstvy až 100 mikronů daleko. Tato schopnost dlouhého dosahu pomáhá buňkám rozhodnout, kam migrovat. Porozumění tomuto procesu by mohlo odhalit nové cíle pro zastavení šíření rakoviny.

Autor původního článku: Leah Shaffer

Mechanika dlouhého dosahu buněčného vnímání

Amit Pathak, profesor mechanického inženýrství a materiálové vědy na McKelvey School of Engineering, studuje, jak buňky interagují s fyzikálními vlastnostmi svého okolí. Vysvětlil, že „hloubkové mechanosenzorování“ popisuje proces, který umožňuje buňkám detekovat vlastnosti nad povrchem, ke kterému jsou připojeny. V dřívějších studiích Pathak a jeho kolegové zjistili, že abnormální buňky s „vysokou předozadní polaritou“ (indikující migrující buňky) mají zvláště silnou schopnost cítit své prostředí. Tyto buňky mohou detekovat fyzikální podněty až 10 mikronů za oblastí, kde jsou připojeny.

Kolektivní síly buněk rozšiřují dosah vnímání

Nový výzkum ukazuje, že skupiny epitelových buněk, které tvoří povrchy mnoha tkání, mohou dosáhnout ještě většího dosahu vnímání. Když tyto buňky jednají společně, generují dostatečnou sílu k prozkoumání vláknitého kolagenu a detekci vrstev až 100 mikronů daleko. „Protože je to kolektiv buněk, generují vyšší síly,“ řekl Pathak, který výzkum provedl s doktorandem Hongsheng Yu. Počítačové modely naznačují, že tento proces probíhá ve dvou fázích, když se buňky shlukují a začínají migrovat. Během těchto fází informace, které buňky shromažďují o svém okolí, ovlivňují, jak se pohybují a šíří.

Dopady na pochopení šíření rakoviny

Rakovinné buňky se zdají těžit z této vylepšené schopnosti vnímání. Jejich schopnost detekovat, co leží před nimi, jim pomáhá uniknout z prostředí nádoru a pohybovat se okolní tkání, zatímco se vyhýbají detekci. Tato schopnost jim umožňuje migrovat snadněji, i v měkčích prostředích. Vědci nyní chtějí zjistit, jak je tento rozsah vnímání řízen a zda konkrétní regulátory určují, jak daleko mohou buňky detekovat své okolí. Identifikace těchto regulátorů by mohla otevřít dveře k novým léčbám rakoviny. Pokud vědci mohou narušit schopnost rakovinné buňky „cítit“ svou cestu vpřed, mohou být schopni omezit, jak daleko se nemoc šíří.

Financování a další informace

Financování tohoto výzkumu bylo poskytnuto Národními ústavy zdraví (NIH) (R35GM128764) a Národní vědeckou nadací, Civilní, mechanické a výrobní inovace (2209684).