Исследование показывает, как начинается и развивается фиброз в разных тканях организма

Международная коллаборация под руководством профессора химической инженерии Университета Карнеги-Меллона (CMU) Крис Даль и доцента Института систем и робототехники (ISR) Жуана Санчеса изучила влияние единичных жестких клеток на окружающие клетки в эпителиальных монослоях.

Методология исследования

• В лаборатории CMU исследователи искусственно делали жесткими отдельные клетки в монослоях эпителия — ткани, выстилающей легкие, пищеварительный тракт и другие органы.
• Затем они наблюдали за морфологией и движением окружающих клеток, фиксируя данные в виде изображений.
• Анализ этих данных с помощью автоматизированных методов морфометрии и временного трекинга провели Санчес и магистрантка Мария Тереза Паррейра в рамках программы CMU Portugal.

Ключевые результаты

• Жесткая клетка претерпела значительные изменения, как и ожидалось.
• Неожиданным открытием стали резкие изменения в клетках, расположенных радиально от жесткой клетки.
• Клетки оказались высокочувствительными к наличию механически нарушенных соседей, что привело к общей потере координации в коллективной миграции клеток.
• Поведение нормальных клеток в монослое зависело от расстояния до поврежденных клеток, указывая на компенсаторный механизм в ответ на дисбаланс передачи сил в слое.

Значение для медицины

Результаты предполагают, что дефекты единичных клеток могут иметь долгосрочное воздействие на функцию ткани. Это дает представление о том, как может начинаться и становиться разрушительным фиброз — состояние, при котором ткани теряют способность к регенерации.

«Многие области тела способны к регенерации, но теряют эту способность, как только становятся фиброзными. Понимая, как инициируется фиброз, мы можем работать над разработкой способов прервать этот процесс», — пояснила Крис Даль.

Публикация и дальнейшие планы

Исследование было опубликовано в журнале Cytoskeleton в 2021 году. Даль представит эти результаты на совместной встрече Европейского общества клинической гемореологии и микроциркуляции, Международного общества клинической гемореологии и Международного общества биореологии (4–7 июля 2021 г.).

В будущем Даль планирует сотрудничать с Медицинским центром Университета Питтсбурга (UPMC), чтобы изучить, как клетки реагируют на стенты — жесткие металлические сетчатые трубки, используемые для поддержания открытыми кровеносных сосудов. Есть основания полагать, что их жесткость может значительно влиять на окружающие клетки.