MADRID, 18 (EUROPA PRESS)
Eine neue Studie hat ergeben, dass Körperzellen ihre Form verändern, um Räume wie Wunden zu schließen. Konkret biegt sich ein Teil der Zelle je nach Krümmung des Raumes und der Anordnung der inneren Zellstrukturen.
Epithelzellen bedecken die inneren und äußeren Oberflächen des Körpers und bilden eine Barriere, die vor physischen Schäden, Krankheitserregern und Dehydration schützt. Sie spielen eine Schlüsselrolle bei der Aufnahme von Nährstoffen und der Beseitigung von Abfallprodukten sowie bei der Produktion von Substanzen wie Enzymen und Hormonen.
Wissenschaftler der Universität Birmingham (Großbritannien) haben herausgefunden, dass das endoplasmatische Retikulum (ER) dieser Zellen seine Form auf unterschiedliche Weise verändert. Wenn sich der Spalt nach außen (konvex) wölbt, bildet das ER röhrenförmige Strukturen, wenn sich der Spalt jedoch nach innen (konkav) wölbt, bildet es flache, blattartige Strukturen.
Die Forscher entdeckten, dass Druckkräfte auf die nach außen gekrümmten Kanten und Zugkräfte auf die nach innen gekrümmten Kanten die Form des ER durch unterschiedliche Mechanismen verändern.
Wenn ein Raum konvexe Kanten hat, verwenden die Zellen eine Zugbewegung mit breiten, flachen Verlängerungen, aber im Fall von konkaven Kanten tritt eine Beutelschnurbewegung auf, bei der sich die Zellen zusammenziehen, um die Kanten zusammenzubringen.
In ihrem in Nature Cell Biology veröffentlichten Artikel weisen Forscher aus Großbritannien und Indien darauf hin, dass die Fähigkeit des ER, sich als Reaktion auf die Krümmung der Ränder neu zu organisieren und die Art der Epithelmigration zu bestimmen, seine entscheidende Rolle im Zellverhalten unterstreicht.
SIE VERWENDETEN MATHEMATISCHE UND BILDMODELLE
Mithilfe spezieller Techniken erzeugten die Wissenschaftler winzige Lücken in den Zellschichten und setzten fortschrittliche mathematische und bildgebende Modelle ein, um zu verstehen, wie das ER seine Form verändert und die Bewegung der Epithelzellen unterstützt.
„Die Wundheilung ist eine wichtige Reaktion auf Verletzungen. Unsere Studie eröffnet neue Wege zur Erforschung der Mechanismen, die dem Schließen von Epithellücken und ihren umfassenderen Auswirkungen auf Gesundheit und Krankheit zugrunde liegen, indem sie eine neue Rolle des ER in diesem Prozess identifiziert“, sagte Simran Rawal vom Tata Institute of Fundamental Research in Hyderabad, Indien, der die meisten Experimente durchführte.
„Die Rolle des ER bei der Zellbewegung ist nicht nur eine faszinierende wissenschaftliche Entdeckung, sondern könnte auch verschiedene medizinische Behandlungen und Therapien grundlegend verändern. Die Verwendung mathematischer Modelle zum Verständnis der Selbstheilung von Zellen könnte zu besseren Wundbehandlungen, neuen Methoden zur Regeneration geschädigten Gewebes oder einem besseren Verständnis der Ausbreitung von Krebszellen führen und so zu neuen Strategien zur Verhinderung oder Verlangsamung der Metastasierung führen“, sagte Dr. Pradeep Keshavanarayana, der das mathematische Modell während seiner Forschungstätigkeit an der Universität Birmingham entwickelte.
Der korrespondierende Autor Professor Fabian Spill von der Universität Birmingham kommentierte: „Dieses Projekt ist ein großartiges Beispiel für eine fruchtbare interdisziplinäre Zusammenarbeit. Zuvor haben wir Endothel-Monoschichten untersucht, die Zellen, die die Blutgefäße auskleiden, und untersucht, wie mechanische und geometrische Merkmale die Räume innerhalb der Monoschicht regulieren, die Lecks verursachen können.“
„Die Experimente zeigten eine neuartige und unerwartete Beziehung zwischen Organellen und Zellform sowie dem Verhalten von Monoschichten. Die Kombination dieser hervorragenden Experimente von Simran und ihren Mitarbeitern mit dem von Pradeep entwickelten mathematischen Modell führte zur Identifizierung eines neuen organellenvermittelten Mechanismus zur Erfassung von Mechanik und Geometrie“, schloss er.
