Заставляя себя двигаться вперед, человеческие клетки могут двигаться более чем в пять раз быстрее, чем это было задокументировано ранее.
Исследователи из Мичиганского университета наблюдали за движением биоинженерных 3D-каркасов, которые моделируют стромальную ткань - соединительную ткань, окружающую органы.
Исследователи говорят, что этот метод движения клеток, наблюдаемый впервые, может быть связан с распространением рака. И в будущем его потенциально можно будет использовать для управления движением здоровых клеток для терапии восстановления тканей.
Клетки натягивают и растягивают окружающую волокнистую ткань, в конечном итоге используя это напряжение, чтобы двигаться вперед. Движение выглядело настолько знакомым, что исследователи окрестили его «миграцией рогатки»..
«Мы обнаружили, что клетки могут двигаться совершенно особым образом, что приводит к эффективной миграции намного быстрее, чем что-либо, о чем сообщалось ранее», - сказал Брендон Бейкер, доцент кафедры биомедицинской инженерии Университета штата Массачусетс.
Уильям Ван, докторант в области биомедицинской инженерии, был первым свидетелем этого. Он изучал свойства стромальной ткани, которые либо препятствуют, либо способствуют распространению клеток при таких заболеваниях, как рак.
«Я был определенно потрясен, увидев, как камера движется так быстро», - сказал Ван. «Что было еще более удивительным, так это захват этого режима миграции в нескольких типах клеток и обнаружение того, что их скорость была намного выше, чем традиционные способы миграции клеток».
Исследования в этой области обычно включают наблюдение за клетками под микроскопом на плоской чашке Петри. Но это не дает полной картины.
«Эти плоские двумерные поверхности действительно не похожи по структуре и механическому поведению на реальные ткани, особенно на те, в которых происходит так много миграции в нашем теле», - сказал Ван..
Исследователи изучают клетки в трехмерной волокнистой среде, которая ближе к реальной.
Большинство органов можно разделить на две части: функциональные элементы, такие как мешочки, протоки или железы, называемые паренхимой, и окружающая коллагеновая ткань, поддерживающая сеть кровеносных сосудов, называемая стромой или интерстицией.
Лаборатория Бейкера создает стромальную ткань для двух целей: для изучения поведения клеток при прогрессировании заболевания и для продвижения заместительной терапии органов.
Раковые клетки, оставшиеся в паренхиме, откуда они чаще всего возникают, как правило, эффективно удаляются хирургическим путем. Когда они мигрируют в стромальную ткань, они представляют гораздо большую угрозу.
«Это метастазирование или распространение рака, которое убивает пациентов», - сказал Бейкер. «Чтобы это произошло, клетки должны вырваться из паренхимы и пересечь фиброзную строму, чтобы достичь кровеносных или лимфатических сосудов или лимфатической системы».