МАДРИД, 18 (EUROPA PRESS)
Новое исследование показало, что клетки организма меняют свою форму, чтобы закрыть пространство, например, раны. В частности, часть клетки изгибается в зависимости от изгиба пространства и организации внутренних структур клетки.
Эпителиальные клетки выстилают внутреннюю и внешнюю поверхности тела, образуя барьер, защищающий от физических повреждений, патогенов и обезвоживания. Они играют ключевую роль в усвоении питательных веществ и выведении продуктов жизнедеятельности, а также в выработке таких веществ, как ферменты и гормоны.
Учёные из Бирмингемского университета (Великобритания) обнаружили, что эндоплазматический ретикулум (ЭР) этих клеток меняет форму по-разному. Когда щель изгибается наружу (становится выпуклой), ЭР образует трубчатые структуры, а когда щель изгибается внутрь (становится вогнутой), ЭР образует плоские, листообразные структуры.
Исследователи обнаружили, что толкающие силы на загнутых наружу краях и тянущие силы на загнутых внутрь краях изменяют форму ЭР посредством разных механизмов.
Если пространство имеет выпуклые края, клетки используют тянущее движение с широкими плоскими расширениями, но в случае вогнутых краев происходит кисетное движение, при котором клетки сокращаются, чтобы сблизить края.
В своей статье, опубликованной в журнале Nature Cell Biology, исследователи из Великобритании и Индии отмечают, что способность ЭР перестраиваться в ответ на искривление границ и определять способ миграции эпителия подчеркивает его решающую роль в поведении клеток.
ОНИ ИСПОЛЬЗОВАЛИ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ИЗОБРАЖАЮЩИЕ МОДЕЛИ
Ученые использовали специальные методы для создания крошечных зазоров в клеточных слоях и применяли передовые математические и визуализационные модели, чтобы понять, как ЭР меняет форму и помогает эпителиальным клеткам двигаться.
«Заживление ран — важная реакция на травму. Наше исследование открывает новые возможности для изучения механизмов, лежащих в основе закрытия эпителиальных щелей, и их более широкого влияния на здоровье и развитие заболеваний, выявляя новую роль ЭР в этом процессе», — сказал Симран Равал из Института фундаментальных исследований Тата в Хайдарабаде, Индия, который провёл большую часть экспериментов.
«Роль эндоплазматического ретикулума в движении клеток — это не только захватывающее научное открытие, но и потенциально революционный подход к различным методам лечения и терапии. Использование математических моделей для понимания механизмов восстановления клеток может привести к улучшению лечения ран, созданию новых методов регенерации повреждённых тканей или более глубокому пониманию механизмов распространения раковых клеток, что, в свою очередь, позволит разработать новые стратегии предотвращения или замедления метастазирования», — сказал доктор Прадип Кешаванараяна, разработавший математическую модель, будучи научным сотрудником Бирмингемского университета.
Автор-корреспондент, профессор Фабиан Спилл из Бирмингемского университета, прокомментировал: «Этот проект — прекрасный пример плодотворного междисциплинарного сотрудничества. Ранее мы изучали эндотелиальные монослои — клетки, выстилающие кровеносные сосуды, — и исследовали, как механические и геометрические характеристики регулируют пространства внутри монослоя, которые могут вызывать протечки».
«Эксперименты выявили новую и неожиданную связь между органеллами, формой клеток и поведением монослоя. Сочетание этих превосходных экспериментов Симран и её коллег с математической моделью, разработанной Прадипом, привело к выявлению нового механизма восприятия механики и геометрии, опосредованного органеллами», — заключил он.
