Новое исследование раскрывает механизмы коллективной миграции клеток

Исследование раскрывает, как живые клетки «сотрудничают» друг с другом, объединяясь в группы для коллективной миграции и изменения тканей.

Работа была сосредоточена на клетках фибробластах, которые находятся в соединительной ткани и производят внеклеточный матрикс — каркасный материал между клетками в живой ткани.

«Миграция фибробластов играет ключевую роль в различных физиологических и патологических процессах, таких как заживление ран и метастазирование рака. Хотя миграция отдельных фибробластов хорошо изучена, миграция in vivo часто включает одновременное перемещение групп фибробластов, так называемую "коллективную миграцию"», — пояснил профессор Бумсу Хан.

Результаты были опубликованы в октябре в Journal of the Royal Society Interface.

Гипотеза и метод

Учёные предположили, что группа мигрирующих клеток может значительно деформировать матрикс, механическое микроокружение которого резко меняется. Благодаря кооперации клетки могут оказывать большее усилие на деформацию матрикса по сравнению с одиночными клетками. Это изменение микроокружения матрикса, в свою очередь, влияет на миграцию клеток.

Гипотезу проверили, измерив деформацию внеклеточного матрикса во время коллективной миграции на коллагеновых гидрогелях. Было обнаружено, что сгруппированные клетки действуют сообща, деформируя матрикс до и во время миграции.

«Мы обнаружили, что клетки на мягких коллагеновых гидрогелях мигрируют по извилистым путям, но по мере увеличения жёсткости матрикса пути миграции клеток выравниваются и демонстрируют скоординированность», — отметил Хан.

Связь с другими исследованиями

Эта работа связана с исследованием под руководством доцента Эндрю Муглера, результаты которого были опубликованы в Physical Review Letters. Учёные сотрудничают около двух лет.

«Общая тема обеих статей — то, как эти клетки сотрудничают», — сказал Хан.

В то время как статья в Interface исследует, как клетки «сотрудничают механически», работа в PRL фокусируется на их химическом взаимодействии.

Значение и перспективы

Полученные данные помогут лучше понять коллективную миграцию клеток и её связь с такими процессами, как метастазирование рака. Исследование продолжается, и дальнейшая работа будет изучать множественные химические и средовые сигналы, участвующие в коллективном поведении клеток.