Discovery kaster nyt lys over, hvordan celler bevæger sig

Når vi skærer vores hud, grupper af celler haster massivt til stedet for at helbrede såret.

Men den komplicerede mekanik ved denne kollektive cellebevægelse - som letter ved omlægninger mellem hver celle og dens naboer - har gjort det udfordrende for forskere at dechiffrere, hvad der egentlig driver den.

"Hvis vi kan forstå de vigtigste faktorer, der forårsager cellemigration, så kunne vi måske udvikle nye behandlinger for at fremskynde sårheling, "siger Jacob Notbohm, en adjunkt i ingeniørfysik ved University of Wisconsin – Madison.

Notbohm og doktorand Aashrith Saraswathibhatla lavede for nylig en overraskende opdagelse, der kaster nyt lys over, hvordan denne kollektive cellemigration sker. De detaljerede deres resultater i dag i journalen Fysisk gennemgang X .

Gennem eksperimenter, de fandt ud af, at den kraft, hver celle anvender på overfladen under den - med andre ord, trækkraft - er den dominerende fysiske faktor, der styrer celleform og bevægelse, når celler rejser som en gruppe.

Notbohm siger, at dette uventede fund giver en ny fortolkning af nyere teoretiske modeller.

Forskere har vidst, at celleform spiller en vigtig rolle i, hvordan de omarrangerer og kollektivt migrerer. For eksempel, cirkulære celler pakket sammen i et enkelt lag kan ikke let udveksle positioner med naboceller; tænk på at sidde fast skulder-til-skulder i en stor skare, hvor det er umuligt at bevæge sig.

På den anden side, celler, der har mere aflange former, kan let glide forbi deres naboer.

"Disse lange og tynde celler kan pakkes i uendelige konfigurationer, så det er meget let for dem at omarrangere. Det letter kollektivets bevægelse, "Siger Notbohm.

Da aflange celler har større omkredse, de fleste computermodeller har forudsagt, at kræfterne i hver celles periferi er de vigtigste for at diktere dens form.

Notbohm og Saraswathibhatla satte sig for at teste den teori i laboratoriet.

Deres eksperimenter brugte fluorescerende billeddannelse til at vurdere kræfter i periferien af ​​hver celle i et enkelt lag af epitelceller, en type celler, der beklæder overflader i kroppen som hud og blodkar. De placerede også cellerne på en blød geloverflade og analyserede, hvordan gelen deformerede, da celler vandrede henover den. Geltesten tillod dem at kvantificere trækkraft, eller hvor stærkt cellerne trak i overfladen.

Ud over, de brugte kemikalier til at reducere eller øge kræfterne fra hver celle og studerede virkningerne af disse ændringer.

Til sidst, Notbohm siger, at deres forsøg viste, at faktisk, den kraft, en celle påfører overfladen under den, styrer primært dens form.

"Dette var ganske overraskende, fordi de vigtigste faktorer, der påvirker en celles omkreds, er under cellen. De er ikke i nærheden af ​​cellens periferi, " han siger.

Og nu, de kan fokusere på det, der er vigtigt. Ser man på celle-substrat-grænsefladen, Notbohm håber at muliggøre yderligere fremskridt på dette område.

"Den gode nyhed er, at modellernes generelle fænomener stadig er korrekte. Denne opdagelse ændrer bare vores forståelse af teorien, "siger han." Det er virkelig vigtigt, for i sidste ende at udvikle en ny intervention for at fremskynde sårheling skal du forstå de vigtigste faktorer i cellen, der påvirker dens form og bevægelse. "