Измерение межклеточных сил с помощью снимков из видеозаписей клеток

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института Аллена разработали новый вычислительный метод, позволяющий измерять силы, которые клетки оказывают друг на друга, анализируя видеозаписи клеточных колоний. Этот метод может дать фундаментальное понимание роли межклеточных сил в клеточной биологии и их различий в здоровых и патологических состояниях.

Эти силы важны, так как они управляют и регулируют различные процессы в развитии клеток и тканей. Информация о них создаёт основу для инженерии искусственных тканей и понимания того, как развиваются и распространяются раковые клетки.

Однако измерение межклеточных сил оставалось сложной технической задачей. Многие существующие методы инвазивны — требуют физического вмешательства и могут изменять поведение клеток после измерений.

В новой работе исследователи разработали способ измерять эти силы, не нарушая активность клеточных колоний. Результаты опубликованы 5 ноября в Biophysical Journal.

Метод, разработанный профессором Падмини Рангамани, её аспирантом и первым автором статьи Ритвиком Васаном и их коллегами, анализирует микроскопические изображения из видеозаписей. Он использует информацию из предыдущих кадров для оценки последующих, а затем вычисляет силы между клетками. Метод сочетает биологическое моделирование на основе первых принципов (закон Юнга — Лапласа для связи формы и натяжения) с моделями, основанными на данных о форме клеток из видеозаписей.

Команда надеется, что этот метод станет ценным инструментом анализа данных для исследователей в области биофизики.