Met behulp van sondes van nanoformaat hebben onderzoekers nieuwe inzichten verkregen in hoe de cellulaire structuur reageert op druk. De studie, uitgevoerd door een team wetenschappers van de Universiteit van Californië, Berkeley, werpt licht op de mechanische eigenschappen van cellen en zou implicaties kunnen hebben voor het begrijpen en behandelen van een verscheidenheid aan ziekten.

Cellen worden voortdurend blootgesteld aan mechanische krachten, zowel vanuit hun omgeving als van binnenuit. Deze krachten kunnen de celvorm, -functie en zelfs de overleving beïnvloeden. Om te begrijpen hoe cellen reageren op mechanische krachten, moeten onderzoekers deze krachten op nanoschaal kunnen meten.

De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd atomic force microscopy (AFM) om de mechanische eigenschappen van cellen te meten. AFM omvat het gebruik van een scherpe sonde om het oppervlak van een monster te scannen. De sonde is bevestigd aan een cantilever, een kleine straal die op een bepaalde frequentie trilt. Terwijl de sonde het oppervlak scant, komt hij obstakels tegen, waardoor de cantilever gaat trillen. De amplitude van de trilling kan worden gebruikt om de kracht te meten die de sonde op het monster uitoefent.

In deze studie gebruikten de onderzoekers AFM om de mechanische eigenschappen te meten van cellen die werden blootgesteld aan verschillende drukniveaus. Ze ontdekten dat de cellen stijver werden naarmate de druk toenam. Dit suggereert dat de cellen de druk konden voelen en hierop konden reageren door hun structuur te veranderen.

De onderzoekers zijn van mening dat het vermogen van cellen om druk waar te nemen en erop te reageren belangrijk is voor een verscheidenheid aan cellulaire processen, zoals celdeling, migratie en differentiatie. De bevindingen kunnen ook implicaties hebben voor het begrijpen en behandelen van een verscheidenheid aan ziekten, zoals kanker en hartziekten.

"Door te begrijpen hoe cellen reageren op mechanische krachten, kunnen we nieuwe manieren ontwikkelen om ziekten te behandelen die worden veroorzaakt door abnormale mechanische krachten", zegt co-auteur van de studie Dr. Sanjay Kumar.