Исследователи смоделировали клеточное поведение «спиральное обвивание» для понимания динамики рака
Международная команда учёных из Virginia Tech, Института Вейцмана (Израиль), NIH и других учреждений изучила, как клетки перемещаются по волокнистым структурам в организме, что важно для понимания метастазирования рака и заживления ран.
Суть исследования
Профессор Амриндер Наин (Virginia Tech) создаёт наноразмерные волокна-«мостики» для изучения миграции клеток. Профессор Нир Гов (Институт Вейцмана) разрабатывает теоретические и вычислительные модели этого процесса. Их совместная работа, посвящённая поведению клеток под названием coiling («спиральное обвивание»), опубликована в Nature Communications.
Coiling — это поведение, при котором клетка обвивается вокруг оси волокна для перемещения. Ранее было обнаружено, что оно более выражено у инвазивных раковых клеток.
Методология
- Эксперименты: Команда Virginia Tech (Христиан Эрнандес-Падилья) использовала сети волокон разного диаметра, включая плоские ленты, и передовую микроскопию lattice-light sheet в NIH для детальной 3D-визуализации обвивания.
- Теория: Постдок Раджкумар Садху в группе Гова создал теоретическую модель, показавшую, что обвивание управляется минимизацией энергии клеточной мембраны и действием изогнутых белковых комплексов, связанных с цитоскелетом.
- Модель верно предсказала, что обвивание прекращается на волокнах с острыми углами (например, на плоских лентах).
Ключевые выводы и значение
- Клетка использует выступы-«щупальца», чтобы обвиться вокруг волокна, получая надёжный захват для движения.
- Поведение определяется балансом энергии мембраны и динамикой цитоскелета.
- Изучение движения клеток по волокнам (более близким к реальным тканям, чем плоская поверхность чашки Петри) открывает путь к новым стратегиям остановки метастазирования рака или ускорения заживления ран.
Работа демонстрирует важность международных коллабораций в современной науке.