Новое исследование Бирмингемского университета показало, клетки организма способны изменять свою форму в процессе заживления ран. При этом деформация части клетки определяется конфигурацией раны и структурой ее внутренних компонентов. Эпителиальные клетки формируют внутреннюю и внешнюю поверхность тела, создавая барьер, который предохраняет от физических травм, инфекций и потери влаги. Они выполняют важную функцию в усвоении питательных веществ и удалении отходов, а также в синтезе ферментов и гормонов.
Исследования показали, что эндоплазматический ретикулум (ЭПР) клеток изменяет свою структуру различными способами. В зависимости от направления изгиба раневой щели – при выпуклой форме ЭПР приобретает трубчатую конфигурацию, а при вогнутой – становится плоским, наподобие листа.
При наличии выпуклых краев щели клетки перемещаются с помощью «ползающего» движения, используя широкие плоские отростки. Если края вогнутые, происходит «стягивающее» движение, в ходе которого клетки сжимаются, чтобы соединить края.
Публикуя результаты в Nature Cell Biology, по мнению исследователей из Великобритании и Индии, способность эпителиальных клеток реорганизовываться под воздействием искривления краев и направлять миграцию эпителия указывает на их ключевое значение в клеточном поведении.
С помощью специализированных техник ученые формировали микроскопические отверстия в клеточных структурах и применяли современные методы визуализации и математическое моделирование для изучения того, как эндоплазматический ретикулум изменяет свою конфигурацию и способствует перемещению эпителиальных клеток.
Доктор Симран Равал, руководивший большинством экспериментов, заявил: «Заживление ран — это ключевой процесс, происходящий в ответ на повреждение тканей. Наше исследование открывает перспективы для изучения механизмов, определяющих закрытие эпителиальных щелей, и их влияния на здоровье и развитие заболеваний. Мы определили новую функцию эндоплазматического ретикулума в этом процессе».
Применение математических моделей для изучения процессов восстановления клеток способно привести к созданию действенных способов лечения ран, разработке инновационных подходов к регенерации поврежденных тканей или к более детальному пониманию распространения раковых клеток, что позволит создавать стратегии для предотвращения или замедления метастазирования.
«Механотрансдукция является ключевым механизмом, определяющим такие физиологические процессы, как осязание, слух и поддержание равновесия. В рамках исследований коллективной миграции клеток она получила пристальное внимание. Благодаря нашему сотрудничеству была разработана теоретическая основа и расширены представления о принципах, на которых она основана. Проведенные совместные эксперименты и моделирование выявили новую функцию эндоплазматического ретикулума в этом процессе, — подытожили специалисты.
[Фото: ru.123rf.com]