Mechaniniai dirgikliai reikšmingai veikia organų augimą

Mechaniniai dirgikliai reikšmingai veikia organų augimą

Be cheminių veiksnių, mechaninis poveikis turi svarbų vaidmenį natūraliam žmogaus organų, tokių kaip inkstai, plaučiai ir pieno liaukos, augimui, bet taip pat ir navikų vystymuisi. Dabar Miuncheno technikos universiteto (TUM) tyrėjų grupė išsamiai ištyrė procesą naudodama organoidus - tokių organų trijų matmenų modelių sistemas, kurios gaminamos laboratorijoje.

Organoidai yra trimatės sistemos, modeliuojančios įvairius žmogaus organus. Auginamos laboratorijoje, jos pasižymi panašiomis savybėmis, kaip ir tikrasis kūno audinys. Organoidai suteikia mokslui naujų galimybių imituoti ir ištirti organų augimo procesus. Šių procesų nebuvo galima pastebėti anksčiau naudojamose supaprastintose dvimatėse modelių sistemose.

Naudodami pieno liaukos organoidus, analizuodami kompleksinę ląstelių sąveiką su aplinkiniais audiniais, Miuncheno technikos universiteto, „Helmholtz Zentrum München“ ir „Ruhr-Universität Bochum“ mokslininkai įrodė, kad akivaizdžiai įtakojama liaukos audinio augimas žmogaus krūtyse. pagal aplinkinio kolageno tinklo mechanines savybes.

Integruotas dinamiškos plėtros procesas

Komandos užauginti organoidai sudaro išsišakojusius liaukų latakus, kurių struktūra ir struktūra labai panašūs į žmogaus pieno liauką. Augimo proceso metu atskiros organoidinės šakos įsiskverbia į supančią kolageno matricą.

„Pradėdami nuo vienos kamieninės ląstelės, vos per 14 dienų šie organoidai suformuoja kompleksinę, išsišakojusią, trimatę struktūrą, susidedančią iš kelių tūkstančių ląstelių. Tai visiškai žavi “, - sako Andreasas Bauschas, Miuncheno TU ląstelių biofizikos profesorius ir tyrimų grupės vadovas.

Tyrėjų grupė per kelias dienas naudojo laikinai išspręstą augančių struktūrų mikroskopiją ir sėkmingai išsamiai stebėjo dinaminį vystymosi procesą. Jie atrado, kad organoidų augimą iš esmės lemia kolektyviniai ląstelių judesiai.

Išsiplėtusios judėjimo kryptimi ir vėl susitraukdamos, ląstelės sukuria tokias stiprias jėgas, kad deformuoja supančią kolageno matricą, todėl organoidas gali savarankiškai organizuoti savo tolesnio augimo kryptį.

Mechaniniai dirgikliai reikšmingai veikia organų augimą

Stabilus kolageno „narvas“

„Tai įmanoma dėl kolageno mechaninio plastiškumo“, - sako Benediktas Buchmannas, pagrindinis tyrimo grupės autorius. „Kai atskiros ląstelės juda pirmyn ir atgal, jos sukelia tokią įtampą, kad šakos ląstelės gali deformuoti kolageno matricą“.

Dėl viso proceso susidaro mechaniškai stabilus kolageno „narvas“, kuris galiausiai supa augančią šaką. Tada šis kolageno narvas kontroliuoja tolesnį įtampos susidarymą, šakų augimą ir plastinę matricos deformaciją.

Šios išvados yra pagrindas naudoti šią modelio sistemą tiriant sudėtingesnius procesus, tokius kaip pirmieji metastazių žingsniai ar abipusė sąveika su kitų tipų ląstelėmis. Intensyvūs dabartiniai tyrimai šiuo metu yra nustatyti, ar šis savęs organizavimo mechanizmas taip pat pasitaiko kituose organuose.