'Молекулярная липучка' позволяет тканям чувствовать и реагировать на механическую силу

Белки клеточных контактов, подобные липучке, которые удерживают клетки и ткани вместе, также выполняют критически важные функции при увеличении натяжения. Новое исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне показало, что если за эти белки — кадгерины — потянуть контролируемым образом, они взаимодействуют с факторами роста и влияют на рост опухолей in vitro в клетках карциномы человека.

Исследование под руководством профессора химической и биомолекулярной инженерии Деборы Лескбанд показало, что кадгерины, связывающиеся с рецепторами факторов роста, могут чувствовать механическую силу и реагировать, изменяя коммуникацию и рост клеток.

Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Когда рецепторы факторов роста связаны с молекулами кадгерина в нормальной ткани, они не могут взаимодействовать с белками факторов роста — веществами, необходимыми для стимуляции роста ткани. Однако исследование показывает, что изменения в напряжении на связях кадгерина нарушают взаимодействие кадгерин-фактор роста, чтобы включить сигналы роста в тканях.

Чтобы продемонстрировать, как натяжение влияет на рост ткани, исследователи провели эксперимент по наблюдению за тем, как клетки карциномы человека in vitro преобразуют механическую информацию в биохимические сигналы.

Команда использовала самодельный «растягиватель клеток», в котором клетки карциномы выращивались тонким слоем на поверхности гибкой среды. При растяжении клеток исследователи наблюдали изменения, которые могут увеличивать рост ткани и опухолеобразование.

«Это исследование подтверждает, что кадгерины используют силу, чтобы включить биохимическую сигнализацию роста. Подтвердив эти вызванные силой нарушения, мы, возможно, сможем найти способ мутировать молекулы кадгерина, чтобы предотвратить определенные типы роста ткани, такие как метастатическая трансформация и опухолеобразование».

Команда наблюдала комплекс кадгерин-рецептор фактора роста в эпителиальной ткани человека и планирует расширить эту концепцию, работая с тканью молочной железы человека in vitro.

В исследовании участвовали аспиранты Иллинойса Брендан Салливан и Винь Ву, студент бакалавриата Адриан Капустка, а также исследователи из Университета Джонса Хопкинса.

Лескбанд также является профессором химии и биоинженерии и сотрудничает с Институтом перспективных наук и технологий Бекмана, Институтом геномной биологии Карла Р. Вуза и Лабораторией микро- и нанотехнологий Ника Холоняка.