Клетки движутся более сложно, чем считалось

Исследователи из Университета Брауна и Калифорнийского технологического института впервые измерили силу, которую клетки оказывают на своё трёхмерное окружение, что позволило получить наиболее полную картину их движения.

Ключевые результаты

• Новый метод: Учёные поместили клетки на 50-микронный гидрогелевый субстрат, имитирующий ткань, с флуоресцентными сферами внутри. Комбинация конфокальной микроскопии и цифровой корреляции объёмов позволила отслеживать изменения в геле каждые 35 минут в течение 24 часов.
• Сложное трёхмерное движение: Клетки не просто "шаркают" по поверхности. Они:
  • Зондируют глубину субстрата "щупальцами", как будто ощупывая дно бассейна.
  • Перераспределяют вес.
  • Сворачиваются и вытягиваются.
  • Меняют силу сцепления (адгезии) с поверхностью.
• "Катящееся" движение: Совокупность этих действий создаёт импульс и "катящееся" движение, которое больше похоже на ходьбу, чем на скольжение.

Значение исследования

По словам соавтора Кристиана Франка, теперь можно точно измерить, как клетки толкают и тянут своё окружение и как прилипают к тканям при движении. Это знание критически важно для тканевой инженерии, создания имплантов и искусственных клапанов сердца.

Дальнейшие планы

Лаборатория Франка планирует использовать эту технику, чтобы сравнить движение здоровых клеток с мутантными или злокачественными, что может дать новое понимание поведения клеток при заболеваниях.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.