As células estratégicas inteligentes usam para passar por um ambiente estreito

No tratamento de feridas, resposta imune e metástase do câncer, as células migram do corpo – frequentemente espremendo espaços estreitos e limitados. David Brookner, professor da Universidade de Basileia, Nude, juntamente com colegas experimentais, descobriu que as células contêm um tipo de memória: elas podem “lembrar” como eles anteriormente exploraram esses obstáculos. Isso lhes permite se mover de maneira mais rápida e eficaz através de tecidos complexos.

O corpo humano é composto de trilhões de células. A maioria deles, como as células da pele, vive durante a vida. Mas existem algumas exceções: pessoas envolvidas no tratamento de células embrionárias, células imunes e feridas estão viajando pelo organismo.

As células cancerígenas também compartilham essa capacidade, espalhando -se com tumores primários para formar metástases em regiões remotas. Para se mover de um lugar para outro, as células devem ser espremidas por lacunas estreitas nos tecidos – elas são menores que as células. Para isso, eles precisam alterar formas, um processo que consome tempo e poder.

David Brookner, professor da Universidade de Basileia Biostrum e Prof. da Universidade de Mons, Bélgica. Pesquisadores sob a liderança de Silvine Gabriel descobriram que as células de migração mantêm a memória mecânica. Eles podem “lembrar” a forma que adotam à medida que passam pelo estreito. A memória permite que eles mantenham a forma em vez de enfrentar um espaço prejudicial a cada vez, permitindo que eles se movam mais rápido e efetivamente em um ambiente complexo.

Este estudo, publicado ICS da naturezaEsse comportamento destacou os mecanismos biofísicos subjacentes. Como físico teórico, Brucker desenvolveu um modelo matemático que descreve a dinâmica da migração celular.

Mudança de forma

Os pesquisadores estudaram o comportamento de células individuais dentro de um micropeturno em forma de idiota especialmente projetado no chip: dois pequenos poços na forma de um quadrado preso por um canal estreito ou a “ponte” imitam espaços de tecido apertado.

Brookner explica: “As células usam extensões como o braço protruzens-microscópico para avançar nessas composições”. “As células cancerígenas são especialmente móveis, que migram constantemente para frente e para trás na ponte”. Durante uma migração limitada, as células alternam entre duas formas diferentes: morfologias aumentadas e compactadas.

Quando uma célula entra na ponte limitada, duas saliências puxam na direção oposta. Portanto, no início, a célula detecta suas opções e é puxada. Ele permanece limitado por um longo tempo, maior a chance de transformá -lo em forma compacta.

“Nesse estado, a célula tem apenas uma protrusão orientadora, que está puxando seu corpo como uma bolsa traseira”, diz John Kalukula, o primeiro autor do estudo, o primeiro autor do estudo. “A célula usa sua sala de energia para se mover em uma direção”.

Forma compacta mesmo depois de deixar a prisão

Surpreendentemente, a maioria das células limitadas por um longo período de tempo mantém sua forma compacta mesmo depois de deixar uma ponte estreita. Isso os prepara melhor para a próxima barreira.

“Obviamente, as células lembram que já passaram por espaços estreitos e esperam mais, então permanecem compactos”, explica Kalukula.

“No entanto, em alguns casos, as células retornam à sua forma alongada. Provavelmente, permanecem compactas e se movendo na mesma direção, nem sempre é benéfico no ambiente real do tecido, pois aumenta o risco de acertar e pendurar o beco sem saída”.

Efeitos de memória

Os pesquisadores anunciaram que essa memória mecânica é codificada na organização do citoesqueleto, especialmente o córtex da actina, que determina a forma e a integridade estrutural da célula. Quando as células são limitadas, elas reconstruem seu córtex de actina. Essa estrutura se torna mais forte, permitindo assim que a célula mantenha sua forma compacta em um ambiente prejudicial.

“Mas leva tempo para reconstruir o córtex da actina – é isso que dá origem a esse efeito de memória”, diz Brookner.

Os achados do estudo sugerem que a memória mecânica ajuda a descobrir células de maneira mais eficaz em um ambiente complexo. Isso pode ser benéfico em processos como terapia de feridas e defesa imunológica. No entanto, esse efeito de memória também pode ser danificado: pode ajudar as células tumorais a se espalharem mais rapidamente por todo o corpo.