Наблюдение за тем, как клетки протискиваются через каналы

Наблюдения за движением клеток через узкие каналы проливают новый свет на клеточную миграцию в трёхмерных средах, сообщают исследователи 6 октября в Biophysical Journal. Результаты также раскрывают, как раковые клетки могут проникать в ткани и распространяться по организму.

Клеточная миграция играет ключевую роль в различных биологических процессах, от раннего развития до болезней. Однако подвижность клеток в основном изучалась на плоских поверхностях, а не в 3-D средах, подобных кровеносным сосудам. Чтобы восполнить этот пробел, исследователи изучили движение клеток в микроскопических каналах с открытой или закрытой конфигурацией (ограниченных тремя или четырьмя стенками соответственно). Некоторые каналы были прямыми, а другие имели сужения, имитирующие закупорку в мелких венах.

• Фибробласты свободно двигались в прямых каналах. Но при наличии сужений ядро иногда препятствовало прохождению клетки, вызывая паузы в движении. В других случаях клетки закреплялись и тянулись локально, чтобы деформировать ядро и обеспечить проход.
• Результаты также показали, что клетки не могут изменить направление движения при входе в достаточно узкий капилляр, а химические градиенты могут индуцировать направленное движение.

Исследователи также изучили движение клеток плоского эпителия полости рта, включая клетки с мутантным белком кератином, связанным с плоскоклеточным раком.

• В нормальных клетках кератин накапливался в задней части ядра при прохождении сужений, потенциально облегчая деформацию органеллы.
• Мутантные клетки не могли пройти через сужения, что указывает на то, что дефекты кератина нарушают движение в ограниченном пространстве, возможно, препятствуя деформации ядра.

Это также предполагает, что клетки плоскоклеточного рака могут блокироваться в мелких капиллярах, потенциально позволяя им проникать в ткани. Поскольку начальная остановка в капилляре критически важна для метастазирования опухолевых клеток, блокировка мутантным кератином может давать преимущества для образования, выживания и пролиферации опухоли.