Новый взгляд на поведение клеток на мягких субстратах: сдвиг парадигмы в механиобиологии

Исследовательская группа из Университета Турку и Центра бионаук Турку совместно с финской компанией Misvik Biology Ltd разработала новый метод изучения функционирования раковых клеток в условиях тканей разной жесткости. Эти результаты бросают вызов существующей парадигме и открывают новые возможности для исследований в биологии рака и тканевой инженерии. Результаты исследования опубликованы в PNAS.

Долгое время считалось, что клетки вне организма предпочитают распространяться и расти на более жестких поверхностях. Эта идея также согласуется с тем, что раковые клетки процветают внутри твердой опухоли в тканях. Обычно, чем жестче опухоль, тем хуже прогноз для пациента. Однако жесткость тканей в организме (например, кость против мозга) неодинакова. Некоторые клетки, такие как нейроны и жировые клетки, эффективно растут и функционируют в очень мягком окружении.

Новый взгляд на старую идею

Чтобы понять, как клетки функционируют в более мягких условиях, исследователи использовали компьютерное моделирование и широкий спектр условий роста для тщательного сравнения поведения клеток на мягких и жестких поверхностях с беспрецедентным разрешением.

С помощью автоматизированной установки ученые микропечатали различные смеси белков на мягкие и жесткие поверхности. Белки были выбраны из числа тех, которые обычно окружают клетки в организме и передают информацию о тканевой среде.

«Используя более разнообразные белковые смеси в культуре клеток, мы приближаемся к более физиологически релевантным условиям вне организма, что позволяет эффективнее моделировать больные и здоровые состояния», — говорит доктор Джеймс Конвей из исследовательского флагмана InFLAMES.

Совместная работа показала, что правильная комбинация белков может поддерживать клетки на мягкой поверхности, обеспечивая важные сигналы для выживания, что приводит к росту клеток, аналогичному наблюдаемому на более жесткой поверхности.

«Эти результаты открыли принципиально новую перспективу в механиобиологии. Мы определили механизм, который объясняет, как клетки могут эффективно прикрепляться, функционировать и передавать сигналы на мягких субстратах. Это понимание бросает вызов существующей парадигме, открывая новые возможности для исследований в биологии рака и тканевой инженерии», — отмечает профессор Йоханна Иваска, руководитель проекта.