Nieuwe onderzoeksresultaten onthullen geheimen over hoe levende cellen met elkaar "samenwerken", toetreden tot groepen die collectief migreren en weefsel veranderen.

Het onderzoek richtte zich op cellen die fibroblasten worden genoemd, die in bindweefsel worden aangetroffen en de "extracellulaire matrix, " een steigerachtig materiaal tussen cellen in levend weefsel.

"Fibroblastmigratie speelt een sleutelrol tijdens verschillende fysiologische en pathologische processen zoals wondgenezing en kankermetastase, " zei Bumsoo Han, een Purdue University hoogleraar mechanische en biomedische technologie. "Hoewel de migratie van individuele fibroblasten goed is bestudeerd, migratie in vivo gaat vaak gepaard met gelijktijdige voortbeweging van groepen fibroblasten, zogenaamde 'en masse migratie'.

Nieuwe bevindingen werden in oktober gepubliceerd in de Tijdschrift van de Royal Society Interface .

"Specifiek, we veronderstelden dat een groep migrerende cellen de matrix aanzienlijk kan vervormen, waarvan de mechanische micro-omgeving dramatisch verandert in vergelijking met de niet-vervormde staat, ' zei hij. 'Omdat de cellen samenwerken, ze kunnen meer kracht uitoefenen bij het vervormen van de matrix in vergelijking met alleen enkele cellen. De verandering van de matrix-micro-omgeving beïnvloedt wederzijds de celmigratie."

De hypothese werd getest door de vervorming van de extracellulaire matrix te meten tijdens massale migratie op collageen "hydrogels". Bevindingen toonden aan dat de gegroepeerde cellen gezamenlijk werken om de matrix voor en tijdens de migratie te vervormen.

"We ontdekten dat cellen op zachte collageenhydrogels migreren langs kronkelige paden, maar, naarmate de matrixstijfheid toeneemt, celmigratiepatronen worden op elkaar afgestemd en tonen gecoördineerde migratiepaden, " hij zei.

Het onderzoek is gerelateerd aan werk onder leiding van Andrew Mugler, een Purdue-assistent-professor natuurkunde en astronomie, die co-auteur was van een recent artikel in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven . De twee onderzoekers hebben ongeveer twee jaar samengewerkt.

"Het gemeenschappelijke thema van beide artikelen is hoe deze cellen samenwerken, "zei Han.

Bevindingen zullen bijdragen aan inspanningen om meer te weten te komen over de massale celmigratie en de relatie ervan met processen, waaronder metastase van kanker.

De hoofdauteur van de Interface-paper is Purdue-student Altug Ozcelikkale. Dat artikel onderzoekt hoe de cellen "mechanisch samenwerken, " terwijl het PRL-document zich richt op hoe ze chemisch samenwerken, zei Han.

Het onderzoek loopt, met toekomstig onderzoek naar de meerdere chemische en omgevingsfactoren die betrokken zijn bij het collectieve celgedrag.