Вода управляет движением клеток

Исследователи из Университета Линчёпинга (Швеция) показали, что движение клеток в нашем организме в основном обусловлено силой воды. Это открытие в долгосрочной перспективе открывает путь для новой стратегии в терапии рака.

Способность клеток двигаться и менять форму важна во многих биологических процессах: сбор лейкоцитов в очагах инфекций, миграция стволовых клеток эмбриона для формирования органов. Нежелательное движение — это движение опухолевых клеток, ведущее к метастазированию рака.

Клетка движется, выдвигая впереди себя широкую тонкую мембранную проекцию (псевдоподию), в то время как остальная часть клетки следует за ней. От проекции могут отходить пальцевидные филоподии, вероятно, выполняющие роль клеточных антенн.

Новый механизм движения

Согласно гипотезе, изложенной в журнале PLOS One, ключевую роль в инициации движения играет вода. Ранее считалось, что выпячивание мембраны создаётся за счёт динамичных волокон белка актина. Однако эксперименты и моделирование привели к другой картине.

Исследователи показали, что важны потоки воды в клетку и из клетки через водные каналы (аквапорины) в клеточной мембране.

Роль аквапорина AQP9

В исследовании использовались живые клетки, экспрессирующие флуоресцентный белок GFP, присоединённый к аквапорину AQP9. Оказалось, что этот водный канал:

• Повышает подвижность лейкоцитов.
• Накапливается в клеточной мембране, способствуя формированию выпячиваний.

Созданные модели показали, что поток воды через AQP9 создаёт повышенное давление между клеточной мембраной и цитоскелетом. Формируется выпячивание, которое затем закрепляется актиновыми волокнами.

«Это принципиально новый взгляд на движение клеток», — говорит профессор Карл-Эрик Магнуссон, руководитель исследования.

Перспективы для терапии рака

Открытие ключевой роли аквапоринов открывает путь к новой стратегии остановки метастатических опухолей. Существует 13 различных типов аквапоринов. Отключив один или несколько с помощью ингибитора, можно повлиять на движение опухолевых клеток и предотвратить их распространение по организму.