Prasa komórkowa, a także ciągnienie, kluczowa dla działania organizmu na procedury, takie jak komórki rakowe

Komórkowe pchanie i ciągnięcie, klucz do odpowiedzi organizmu na takie procesy, jak rak

Od śpiewających kabli, które generują nasz głos, po bicie serca, komórki naszego ciała często opierają się na naciskach mechanicznych, które nieustannie przekształcają ich działanie w te stymulacje, zarządzając niezbędnymi procedurami, zarówno u zdrowych i zrównoważonych ludzi, jak i w chorobach, takich jak komórki rakowe . Niemniej jednak, niezależnie od ich wartości, pozostajemy głównie nieświadomi tego, jak komórki wychwytują, a także odpowiadają na te naciski.

Obecnie światowa grupa, której współkierują naukowiec Pere Roca-Cusachs z Instytutu Bioinżynierii Katalonii (IBEC), a także Isaac Almendros, naukowiec z Centrum Badań Biomedycznych Sieci Chorób Układu Oddechowego (CIBERES) oraz IDIBAPS, obaj nauczyciele z Wydziału Lekarskiego, a także Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu w Barcelonie (UB), faktycznie potwierdzili, że tym, co określa mechaniczny poziom wrażliwości komórek, jest cena, po której stosowany jest nacisk, mówiąc w uproszczeniu, jak szybko stosuje się ciśnienie. Artykuł został faktycznie opublikowany w renomowanym czasopiśmie. Nature Communications a także ujawnia, po raz pierwszy in vivo, prognozy wersji „sprzęgła molekularnego”.

Wyniki te pozwalają znacznie lepiej zrozumieć, w jaki sposób rozmnaża się złośliwy wzrost, a także w jaki sposób serce, kable śpiewające lub układ oddechowy reagują na ciągły wariant ciśnienia, na które są konsekwentnie ujawniane.

Spójne mobilne „prasuj i rysuj”

Naukowcy zaobserwowali, że istnieją 2 działania na ciśnienie związane z komórką, wykorzystując zaawansowane strategie, takie jak mikroskopia sił atomowych (AFM) lub rzekome „pęsety optyczne”.

Z jednej strony cytoszkielet, gęsta sieć włókien (głównie aktyny), która ma między innymi cechę utrzymywania formy, a także szkieletu komórki, ulega wzmocnieniu, gdy komórka jest poddawana niewielkiemu naciskowi. Pod tym względem komórka ma zdolność odczuwania, a także odpowiadania na nacisk mechaniczny, a także wsparcie cytoszkieletu powoduje usztywnienie komórki, a także lokalizację zdrowego białka YAP w rdzeniu. Kiedy to ma miejsce, zdrowe białko YAP kontroluje, a także wyzwala genetykę związaną ze wzrostem komórek rakowych.

Z drugiej strony, jeśli cena stosowanej presji jest konsekwentnie wykorzystywana w stosunku do określonej wartości, ma miejsce odwrotny wpływ; komórka nie wykrywa już ciśnień mechanicznych. Innymi słowy, w przeciwieństwie do cytoszkieletu, a także gdy komórka staje się znacznie bardziej nieelastyczna, następuje częściowe uszkodzenie cytoszkieletu, powodujące kondycjonowanie komórki.

„Podobnie jak rozciąganie i kurczenie gumy do żucia, poddaliśmy komórki różnym siłom w kontrolowany i precyzyjny sposób, i przekonaliśmy się, że szybkość, z jaką siła jest przykładana, ma ogromne znaczenie w określaniu odpowiedzi komórkowej”, mówi Ion Andreu. (IBEC), współautor badania naukowego.

Wersja sprawdzona w eksperymentach in vivo

Aby zrozumieć, w jaki sposób powiązane są wyniki cytoszkieletu, a także warunkujące, naukowcy stworzyli wersję obliczeniową, która rozważa wpływ nowoczesnego stosowania nacisku na cytoszkielet, a także „połączenia” (zdrowe białka związane z wiązaniem komórki z substrat, taki jak talina, a także integryna). Te „kombinacje” są raczej podobne do uderzenia sprzęgła w samochodzie, w zacieśnianiu połączenia mechanicznego między silnikiem a kołami, dlatego wersja ta nazywana jest „sprzęgłem molekularnym”.

Następnie naukowcy przeprowadzili eksperymenty na szczurach laboratoryjnych, aby potwierdzić, że wyniki obserwowane w pojedynczych komórkach mają dodatkowo miejsce w narządach całego ciała in-vivo. Aby to zrobić, naukowcy zbadali płuca, które normalnie w trakcie oddychania ulegają przerywanemu mechanicznemu rozciąganiu. Konkretnie, oba płuca były napowietrzane po różnych cenach, z jednym wypełnieniem dentystycznym płuca, a także oczyszczaniem szybciej (hiperwentylacja), a także różnymi innymi znacznie bardziej stopniowo, przy zachowaniu regularnej pełnej ceny przepływu powietrza.

Po zbadaniu, a także kontrastowaniu komórek z obu płuc, zaobserwowali, że zdrowe białko YAP podniosło swoją lokalizację jądrową tylko w komórkach z płuc w oparciu o hiperwentylację. Ten wzrost YAP w przykładach in-vivo, wywołany przez „konflikt mobilny”, należał do wzrostu zlokalizowanego w namnażających się naroślach komórek rakowych.

„Nasze wyniki pokazują, na poziomie narządów, rolę szybkości przykładania siły w transdukcji sygnału mechanicznego w płucach wywołanego wentylacją”, stwierdza Bryan Falcones (IBEC-UB), współautor badania naukowego.

Artykuł przedstawia urządzenie, za pomocą którego komórki reagują nie tylko na naciski, ale także na różne inne proste stymulacje mechaniczne, takie jak szczelność podłoża, na którym leżą. Wyniki umożliwiają zrozumienie, w jaki sposób a priori przeciwne odczucia, takie jak wzmacnianie, a także zmiękczanie cytoszkieletu, mogą współpracować z zarządzaniem mechaniką komórkową, a także reagować szczególnie na różne okoliczności.