Дослідники виявили новий спосіб, яким клітини здатні сприймати навколишнє середовище, що може сприяти розвитку нових методів лікування ракових захворювань.

Дослідники виявили, що клітини мають здатність "сприймати" тканини на значно більших відстанях, ніж раніше вважалося. Вони можуть об’єднуватися, щоб відчувати інформацію на відстані, що перевищує межі їхнього звичного середовища. Ця здатність може стати ключем для вчених у боротьбі з раком, дозволяючи перешкоджати його поширенню ще на ранніх стадіях, повідомляє ScienceDaily.

Дослідники виявили, що клітини можуть сприймати характеристики навколишніх тканин, навіть не маючи безпосереднього контакту, подібно до героїні казки "Принцеса на горошині", яка могла відчути маленький горошок під численними матрацами. У світі біології цей феномен виявляється, коли клітина здатна оцінювати умови навколишнього середовища на значній відстані від місця свого контакту. Раніше вважалося, що така здатність є властивістю лише рідкісних клітин, зокрема, злоякісних. Проте нові дослідження показали, що навіть звичайні клітини можуть проявляти подібні здібності, коли діють у співпраці.

Згідно з дослідженнями, окремі ракові клітини мають можливість впливати на характеристики навколишніх тканин на відстані приблизно 10 мікрометрів від свого прикріплення. У той же час, групи звичайних епітеліальних клітин можуть "досліджувати" навколишні тканини на відстані до 100 мікрометрів. Це спостереження може пролити світло на механізми метастазування раку.

Результати дослідження були представлені інженерами Вашингтонського університету в Сент-Луїсі. Цю роботу опубліковано в журналі "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Науковці досліджували феномен, відомий як глибинне механочуття (depth mechano-sensing) — це здібність клітин розпізнавати фізичні характеристики тканин, що знаходяться під поверхнею, до якої вони прикріплені.

У раніше проведених дослідженнях дослідники виявили, що аномальні клітини, які демонструють виражену передньо-задню поляризацію — це специфічна риса клітин, що мігрують, — мають надзвичайно високу чутливість до свого оточення. Ці клітини здатні реєструвати фізичні сигнали на відстані до 10 мікрометрів від свого місця прикріплення.

Ця сенсорна здатність частково зумовлена тим, як клітина натягує та модифікує форму фіброзного колагену навколо себе. Впливаючи на ці волокна, клітина розширює своє поле дії в позаклітинному матриксі (ECM) і має можливість "відчувати" те, що розташоване в наступному шарі. Це може бути більш жорстка структура, як пухлина, м'якша тканина або навіть сусідня кістка. Оцінюючи жорсткість позаклітинного матриксу, окрема аномальна клітина здатна визначити напрямок свого подальшого руху.

Нове дослідження виявило, що групи епітеліальних клітин, які утворюють поверхню різних тканин, можуть демонструвати ще більшу чутливість. Взаємодіючи один з одним, ці клітини здатні створювати таку силу, яка дозволяє їм проникати через фіброзний колаген і виявляти шари на відстані до 100 мікронів.

Комп'ютерне моделювання виявило, що даний процес складається з двох етапів: спочатку клітини формують кластер, а потім розпочинають свою міграцію. На кожному з цих етапів інформація про механічні характеристики навколишнього середовища має вплив на вектор міграції клітин.

На думку дослідників, ракові клітини, ймовірно, використовують цю підвищену сенсорну чутливість на свою користь. Їхня здатність "досліджувати" оточення сприяє їхньому виходу з пухлинного середовища та пересуванню через сусідні тканини, що допомагає уникнути виявлення. Це робить процес міграції для них значно простішим.

Сьогодні науковці мають намір дослідити, які механізми регулюють дальність цього "механічного сприйняття". Виявлення цих регуляторних елементів може стати ключем до нових підходів у лікуванні ракових захворювань. Якщо дослідникам вдасться втрутитися в здатність ракових клітин "бачити" свій шлях, це може призвести до обмеження їхньої метастазування.