A Washingtoni Egyetem mérnökei kimutatták, hogy a sejtek jóval nagyobb távolságból képesek érzékelni környezetüket, mint azt korábban feltételezték, és ez az új felismerés fontos magyarázatot adhat a daganatos betegségek terjedésére.

A PNAS folyóiratban publikált eredmények szerint nemcsak az egyes ráksejtek, hanem az egészséges hámsejtek csoportjai is képesek „mélységi mechanikai érzékelésre”, vagyis arra, hogy a közvetlen érintkezési pontjukon túl is információt gyűjtsenek a környező szövetekről.

A jelenség alapja

A kutatók korábban úgy vélték, ez a különleges képesség elsősorban a rendellenes, aktívan vándorló sejtek sajátja, azonban az új vizsgálatok rávilágítottak arra, hogy az együttműködő sejtcsoportok még nagyobb hatótávolságot érhetnek el. Míg egyetlen, erősen polarizált ráksejt nagyjából 10 mikronnyi távolságig képes „előre tapogatózni”, addig a hámsejtek kollektívája akár 100 mikronra lévő rétegekről is információt szerezhet.

A jelenség alapja az, hogy a sejtek mechanikai erőt fejtenek ki a környezetükben található kollagénrostokra, amelyeket meghúznak és deformálnak, így a rostos sejtközötti állományon keresztül távolabbi rétegek fizikai tulajdonságait is érzékelni tudják. Ez lehet egy keményebb daganatos szövet, egy lágyabb kötőszövet vagy akár csontszövet is, és a sejtek az így szerzett információk alapján határozzák meg vándorlásuk irányát.

A kutatás vezetője

A kutatás vezetője, Amit Pathak gépészmérnök-professzor szerint a „mélységi mechanikai érzékelés” azt a folyamatot írja le, amelynek során a sejtek a tapadási felszínükön túlmutató jellemzőket is észlelnek. Mint fogalmazott, „mivel sejtek kollektívájáról van szó, nagyobb erőket képesek kifejteni”, ami jelentősen megnöveli az érzékelési távolságot – hangzott el a Science Daily. cikkében.

A munkában részt vevő Hongsheng Yu doktorandusz és Pathak számítógépes modellek segítségével azt is kimutatták, hogy a sejtek csoportosulása és vándorlása két jól elkülöníthető szakaszban zajlik, amelyek során a környezeti információk meghatározó szerepet játszanak a mozgás irányában.

A felfedezés különösen a daganatkutatás szempontjából bír jelentőséggel, mivel a ráksejtek számára előnyt jelenthet az a képesség, hogy már előre érzékelik a környezetük fizikai adottságait, így könnyebben képesek elhagyni az elsődleges tumort és behatolni a környező szövetekbe. Ugyanakkor az is kiderült, hogy ez az érzékelési mechanizmus lágyabb közegben is segíti a sejtek mozgását, ami tovább növelheti az áttétképződés esélyét.

A molekuláris szabályozók

A kutatók most azt vizsgálják, milyen molekuláris szabályozók határozzák meg az érzékelési távolság mértékét, és lehetséges-e ennek célzott befolyásolása. Amennyiben sikerülne megzavarni a ráksejtek „előrelátó” mechanikai érzékelését, az új terápiás megközelítések előtt nyithatna utat, amelyek célja a daganatok terjedésének lassítása vagy megakadályozása.