Cellulaire pers en ook tekenen, cruciaal voor de werking van het lichaam bij procedures zoals kankercellen

Cellulair duwen en trekken, een sleutel tot de reactie van het lichaam op processen zoals kanker

Van de zangkabels die onze stem genereren tot onze hartslag, onze lichaamscellen zijn vaak gebaseerd op mechanische druk die hun werking voortdurend omzet in deze stimulaties, waardoor essentiële procedures worden beheerd, zowel bij gezonde en evenwichtige mensen als bij ziekten zoals kankercellen . Desalniettemin, ongeacht hun waarde, blijven we ons vooral niet bewust van hoe cellen deze druk oppikken en ook beantwoorden.

Nu, een wereldwijde groep onder leiding van de wetenschapper Pere Roca-Cusachs, van het Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC), en ook Isaac Almendros, een wetenschapper bij het Respiratory Diseases Networking Biomedical Research Center (CIBERES) en ook IDIBAPS, beide docenten aan de Faculteit der Geneeskunde en ook Gezondheidswetenschappen van de Universiteit van Barcelona (UB), hebben bevestigd dat wat het mechanische gevoeligheidsniveau in cellen bepaalt, de prijs is waartegen de druk wordt gebruikt, om het simpel te zeggen, hoe snel de druk wordt gebruikt. Het artikel is daadwerkelijk gepubliceerd in het vooraanstaande tijdschrift Nature Communications en onthult ook, voor de allereerste keer in vivo, de voorspellingen van de "moleculaire koppeling" -versie.

Deze resultaten ontsluiten een veel beter begrip van hoe een kwaadaardige groei zich vermenigvuldigt, samen met hoe het hart, de zangkabels of het ademhalingssysteem reageren op de continue variant van drukken waaraan ze consequent worden onthuld.

Een consistent mobiel 'drukken en tekenen'

De wetenschappers merkten op dat er twee acties zijn op de druk die verband houden met een cel, gebruikmakend van geavanceerde strategieën zoals Atomic Force Microscopy (AFM) of vermeende "optische pincetten".

Enerzijds wordt het cytoskelet, het dikke netwerk van vezels (meestal actine), dat, om er maar een paar te noemen, de eigenschap heeft om de vorm en ook het raamwerk van de cel te behouden, versterkt wanneer de cel door een bescheiden druk gaat. In dit opzicht heeft de cel het vermogen om mechanische druk te voelen en er ook op te reageren, en ook de ondersteuning van het cytoskelet veroorzaakt een verstijving van de cel, en ook de lokalisatie van het YAP-gezonde eiwit in de kern. Wanneer dit plaatsvindt, controleert het gezonde YAP-eiwit en activeert het ook de genetica die verband houdt met de groei van kankercellen.

Aan de andere kant, als de prijs van de gebruikte druk consequent wordt gebruikt voor een bepaalde waarde, vindt er een omgekeerd effect plaats; de cel detecteert de mechanische drukken niet meer. Met andere woorden, in tegenstelling tot het cytoskelet en ook de cel die veel inflexibeler wordt, vindt er een gedeeltelijk falen van het cytoskelet plaats, waardoor de cel wordt geconditioneerd.

“Net als het uitrekken en krimpen van kauwgom, hebben we cellen op een gecontroleerde en nauwkeurige manier aan verschillende krachten onderworpen, en we hebben gezien dat de snelheid waarmee de kracht wordt uitgeoefend van het grootste belang is bij het bepalen van de cellulaire respons”, bespreekt Ion Andreu (IBEC), co-hoofdschrijver van de onderzoeksstudie.

Een versie die is bewezen door in vivo experimenten

Om te begrijpen hoe de ondersteunende en conditionerende resultaten van het cytoskelet zich verhouden, hebben de wetenschappers een computerversie gemaakt die nadenkt over de impact van de moderne toepassing van druk op het cytoskelet en ook over de 'combinaties' (gezonde eiwitten geassocieerd met het binden van de cel aan de ondergrond, zoals talin en ook integrine). Deze 'combinaties' lijken veel op de impact van de koppeling van een auto, bij het aanhalen van de mechanische verbinding tussen de motor en ook de wielen, daarom wordt de versie de 'moleculaire koppeling' genoemd.

Vervolgens voerden de onderzoekers experimenten uit op onderzoekslaboratoriumratten om te bevestigen dat de resultaten die werden waargenomen in solitaire cellen ook plaatsvinden in in-vivo lichaamsorganen. Om dit te doen, onderzochten de wetenschappers de longen, die zich normaal gesproken intermitterend mechanisch uitstrekken tijdens de ademhaling. In het bijzonder werden beide longen belucht tegen verschillende prijzen, waarbij de ene long tandvulling en ook sneller opruimde (hyperventilatie) en ook de verschillende andere veel geleidelijker, terwijl een normale volledige luchtstroomprijs werd behouden.

Na het bestuderen en ook contrasteren van cellen uit beide longen, merkten ze op dat het gezonde YAP-eiwit zijn nucleaire lokalisatie juist in cellen van de long verhoogde op basis van hyperventilatie. Deze stijging van YAP in in-vivo voorbeelden, veroorzaakt door het 'mobiele conflict', behoorde tot die in de vermenigvuldigende groei van kankercellen.

"Onze resultaten demonstreren op orgaanniveau de rol van de krachttoedieningssnelheid in de transductie van het ventilatie-geïnduceerde mechanische signaal in de longen", zegt Bryan Falcones (IBEC-UB), co-hoofdschrijver van de onderzoeksstudie.

Het artikel beschrijft een apparaat waardoor cellen reageren, niet alleen om druk te sturen, maar ook op verschillende andere gemakkelijke mechanische stimulaties, zoals de strakheid van het substraat waarop ze liggen. De resultaten bieden inzicht in hoe a priori tegengestelde sensaties, zoals het versterken en verzachten van het cytoskelet, kunnen samenwerken met het beheersen van de automechanica van cellen en ook speciaal reageren op verschillende omstandigheden.