U poznatoj bajci o princezi na zrnu graška, princeza je bila toliko osetljiva da je mogla da oseti malo zrno skriveno ispod mnogo dušeka. Iako zvuči kao fantazija, nešto slično se dešava i u biologiji. Ćelije u našem telu ponekad mogu da „osete“ promene u okruženju koje se nalaze daleko izvan površine na kojoj se nalaze.
Do skoro su naučnici verovali da je ova sposobnost uglavnom povezana sa neobičnim ili abnormalnim ćelijama, poput ćelija raka. Međutim, novo istraživanje pokazuje da i obične ćelije mogu postići sličan efekat — posebno kada deluju zajedno.
Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu PNAS, a sproveli su ga inženjeri sa Washington University u St. Louisu.
Šta je dubinsko mehaničko senzorisanje ćelija
Profesor Amit Pathak, koji proučava način na koji ćelije komuniciraju sa svojim okruženjem, objašnjava fenomen poznat kao “depth mechano-sensing” ili dubinsko mehaničko senzorisanje.
Ovaj proces omogućava ćelijama da:
- detektuju strukture koje se nalaze ispod površine na kojoj se nalaze
- procene tvrdoću ili mekoću tkiva
- odluče u kom pravcu treba da se kreću
Ćelije to postižu tako što povlače i deformišu vlakna kolagena u svom okruženju. Kolagen je važan deo ekstracelularnog matriksa, strukture koja okružuje ćelije u tkivima.
Kada ćelija povuče ova vlakna, ona zapravo može da „ispita“ sledeći sloj tkiva — koji može biti:
- tvrdo tkivo poput tumora
- meko tkivo
- kost ili drugi organi u blizini
U ranijim istraživanjima otkriveno je da pojedinačne abnormalne ćelije mogu da osete promene do oko 10 mikrometara udaljenosti.
Snaga kolektivnog rada ćelija
Novo istraživanje donosi još zanimljiviji zaključak: grupe ćelija mogu da osete mnogo dalje nego pojedinačne ćelije.
Kada epitelne ćelije — koje formiraju površinu mnogih tkiva u telu — deluju zajedno, one mogu da stvore znatno veće sile.
Zahvaljujući toj kolektivnoj snazi, ćelije mogu da detektuju strukture čak 100 mikrometara udaljene.
Kako objašnjava profesor Pathak:
„Pošto deluje grupa ćelija, one stvaraju mnogo veće sile i time mogu da istraže svoje okruženje mnogo dalje.“
Računarski modeli pokazali su da se ovaj proces odvija u dve faze, dok se ćelije okupljaju u grupu i počinju da migriraju kroz tkivo.
Informacije koje dobiju o okolini zatim utiču na način na koji se ćelije kreću i šire.
Zašto je ovo važno za razumevanje raka
Ova sposobnost senzorisanja može imati veliku ulogu u širenju raka (metastazama).
Ćelije raka često koriste ovu sposobnost da:
- otkriju put kroz okolno tkivo
- pobegnu iz tumora
- migriraju kroz telo
- izbegnu prepreke u tkivu
Drugim rečima, ćelije raka mogu „osetiti“ gde je lakše kretati se i širiti.
Razumevanje ovog procesa može pomoći naučnicima da pronađu nove načine za zaustavljanje širenja tumora.
Potencijal za nove terapije
Istraživači sada pokušavaju da otkriju koji faktori kontrolišu domet ovog senzorisanja.
Ako naučnici uspeju da identifikuju molekule koji omogućavaju ćelijama da „osećaju“ svoje okruženje, moguće je da će u budućnosti razviti terapije koje:
- blokiraju ovu sposobnost kod ćelija raka
- usporavaju ili sprečavaju metastaze
To bi moglo otvoriti potpuno nove strategije u lečenju raka.
Finansiranje istraživanja
Istraživanje je finansirano od strane:
- National Institutes of Health (NIH)
- National Science Foundation
