Роль вязкоупругости тканей в клеточном ответе
Исследование, проведенное в Centro de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) в Мадриде, показывает, что вязкоупругость — способность материала сжиматься и восстанавливать исходную форму — это малоизученное свойство биологических тканей, критически важное для правильной работы клеток.
Правильная функция клеток требует как биохимических, так и механических сигналов. Ключевой элемент в генерации механических сигналов — внеклеточный матрикс (ECM), сеть белков, которая скрепляет клетки и помогает формировать ткани.
ECM влияет на клеточную активность через свои механические свойства, регулируя миграцию, пролиферацию и дифференцировку. Например, изменения жесткости ECM связаны с прогрессированием ишемической болезни сердца, а также рака поджелудочной железы и молочной железы. Однако до сих пор не до конца понятно, как клетки одновременно реагируют на разные механические свойства, такие как жесткость и вязкоупругость.
Новое исследование, опубликованное в Science Advances, показывает, что вязкоупругость тканей играет решающую роль в клеточном гомеостазе — способности клеток поддерживать внутреннее равновесие.
Регуляция времени клеточного ответа
Исследование демонстрирует, что вязкоупругость ECM регулирует время, необходимое клеткам для реакции на механический стимул.
"Так же, как матрас из пены с эффектом памяти утром восстанавливает форму после того, как мы встаем, клеткам и тканям нужно время, чтобы восстановиться после механического воздействия, например, крепкого рукопожатия или удара. Время, необходимое тканям для реакции на механические изменения, определяется вязкоупругостью", — объяснила первый автор исследования доктор Карла Уэрта-Лопес.
Для исследования команда CNIC разработала биоматериалы на белковой основе, имитирующие механическое поведение ECM.
Используя эти биоматериалы, авторы выявили неожиданный механизм, посредством которого вязкоупругость ECM преобладает над восприятием жесткости.
Эти выводы противоречат существующим моделям и дают новое объяснение тому, как клетки реагируют на механические свойства ECM.