Rumlig indeslutning modulerer cellehastighed i kollektiv migration

Afhængigt af de fysiologiske eller patologiske tilstande, der overvejes, celler kan migrere som store og sammenhængende epitelplader. Mens de fleste af de tidligere værker tyder på, at vandringsmekanismer er stærkt reguleret af intercellulære kontakter, virkningen af ​​fysiske begrænsninger på den kollektive migration er stadig uklar.

En nylig undersøgelse ledet af Danahe Mohammed, en ph.d. studerende på tidspunktet for dette studie, og professor Sylvain Gabriele fra universitetet i Mons i Belgien rapporterer, at den rumlige indeslutning, der udøves af naboceller, modulerer migrationshastigheden af ​​epitelvæv. Dette arbejde blev offentliggjort i juni 2019-udgaven af Naturfysik .

Gabrieles team gengav den fysiologiske indeslutning, der blev observeret i levende væv, på en meget kontrolleret måde ved hjælp af mikrofabrikationsteknikker til frembringelse af klæbende mikrostriber. Disse in vitro-modeller giver forskerne mulighed for at begrænse individuelle epitelceller på klæbende spor med bredder, der varierer fra fem til 20 µm, uden at lave intercellulære adhæsioner. Forskerholdet brugte epitelceller høstet fra skalaen af ​​mellemamerikansk cichlid Hypsophrys nicaraguensis som en robust primær model for migration.

De rapporterer, at celler, der migrerer i trange miljøer, bremser og ændrer deres tredimensionelle morfologi, som observeret i tætte epitelvæv. Gabrieles team afslørede, at trange omgivelser reducerer de fremspringskræfter, der udøves ved cellefronten og forhindrer modning af fokale adhæsioner ved bagkanten, tilsammen fører til mindre effektive fremaddrivende kræfter. Disse resultater viser, at epitelial indeslutning alene kan inducere følgerlignende adfærd og identificere substratklæbende område indeslutning som en nøgledeterminant for cellehastighed i kollektiv migration.

Grænsefladen mellem fysik, overfladekemi og cellebiologi kaster igen lys over en cellulær mekanisme, der hidtil er blevet dårligt forstået og giver en generisk mekanisme til fortolkning af kollektiv migration.