Исследования, опубликованные в журналах Nature Cell Biology и Journal of Immunology, уходят корнями в давнее сотрудничество между лабораториями Кейта Берриджа, доктора философии, профессора клеточной биологии и физиологии Медицинской школы Университета Калифорнии, и Ричарда Суперфайна, доктора философии, Заслуженный профессор физики и астрономии Колледжа искусств и наук Тейлор-Уильямс.
Используя оборудование, частично финансируемое Университетским фондом исследований рака, исследователи в лаборатории Берриджа работают над выявлением процессов и клеточных путей, которые позволяют клеткам двигаться, становиться жесткими и реагировать на физические нагрузки. Эти знания, как надеются исследователи, могут выявить причины рака и помочь разработать методы лечения, в том числе методы лечения различных заболеваний.
«В контексте рака важна механическая сила, потому что опухолевые клетки будут генерировать силу, вторгаясь в другие клетки», — сказал Берридж, член Линбергера. "Они тянут клетки, к которым они привязаны, пытаясь уйти."
В статье Nature Cell Biology ведущий автор Кристоф Гийи, постдок из лаборатории Берриджа, показал, что ядро клетки реагирует и реагирует на механическую силу.
Использование 2.Металлические шарики размером 8–4 микрон, покрытые белком, который связывается с внешней стороной ядра, Гилли натянул на шарики с помощью серии магнитных импульсов. С каждым импульсом ядро перемещалось на долю меньше, чем во время предыдущего импульса, показывая, что ядро затвердело в ответ на механическую силу.
До этого эксперимента ученые думали, что клеточная реакция на физические манипуляции исходит от поверхности клетки и цитоскелета, окружающего ядро и другие органеллы.
«Обычно мы думаем о клетках, реагирующих на механические силы на своей периферии», — сказал Берридж. "Думаю, это первый раз, когда кто-то показал, что изолированная органелла может реагировать на механическую силу. Я думаю, что это действительно важное открытие в большой картине биологии."
В статье Journal of Immunology ведущий автор, аспирант Элизабет Лесси-Морильон изучала, как клетки, выстилающие наши кровеносные сосуды, укрепляются и расслабляются, позволяя клеткам иммунной системы выходить из кровотока в окружающие ткани. Исследователи рака проявляют особый интерес к этому процессу, поскольку метастазирующие опухолевые клетки могут использовать те же механизмы для миграции по телу.
«Мы думаем, что метастазирующие клетки могут имитировать то, что делают белые кровяные тельца», — сказал Берридж.
Используя магнитные шарики, прикрепленные к эндотелиальным клеткам, выстилающим кровеносные сосуды, Лесси-Морийон обнаружил, что приложение силы к клеткам заставляет их становиться жесткими, открывая зазоры между клетками, через которые могут проходить белые кровяные тельца. Ответ активировал путь, опосредованный белками RhoA и LARG.
Когда она заблокировала путь, реакция клетки замедлилась. Поскольку этот путь также может играть роль в метастазировании рака, Берридж сказал, что ответ может указывать на то, что этот путь может быть жизнеспособной мишенью для будущих методов лечения.
«Мы думаем, что этот ответ будет верен также для опухолевых клеток, движущихся по поверхности. Они не были бы столь компетентны в прохождении через эндотелиальную стенку ", — сказал Берридж.