Nieuwe ontdekking: cellulaire 'treinen' navigeren door uitdagende landschappen

AmsterdamCellen blijven meestal op hun plek, maar sommige kunnen zich verplaatsen. Beweeglijke cellen helpen bij de genezing van wonden. Onderzoekers hebben onlangs bestudeerd hoe deze cellen samen bewegen en nieuwe inzichten verkregen over hun gedrag. Dit onderzoek is uitgevoerd door het Institute of Science and Technology Austria (ISTA) en de Universiteit van Mons in België. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Physics.

De meeste cellen in het menselijk lichaam blijven op hun plek, maar sommige, zoals keratocyten, kunnen zich verplaatsen om weefsel te herstellen. Wetenschappers wilden begrijpen hoe deze cellen in groepen bewegen en omgaan met ingewikkelde omgevingen. Hiervoor gebruikten ze zowel theoretische modellen als experimenten.

Belangrijkste Bevindingen:

• Cellen verplaatsen zich in groepen vergelijkbaar met treinen
• Deze bewegingen werden waargenomen in speciale banen genaamd microstripes
• Verschillende groepsgroottes beïnvloeden de snelheid van beweging

Onderzoekers gebruikten een petrischaal met lijnen erop en voegden daarop schubben van zebravissen toe waarin zich wondgenezende cellen bevonden. Deze cellen klonterden eerst samen, daarna scheidden ze zich in groepen en bewogen langs de lijnen. De groepen bestonden uit twee tot tien cellen, afhankelijk van de omstandigheden.

Om deze bewegingen te begrijpen, hebben onderzoekers een wiskundig model ontwikkeld. Dit model combineert de interne richting (polariteit) van een cel en hun onderlinge interacties. Uit het model bleek dat de snelheid van celgroepen onafhankelijk is van de groepsgrootte. Alle cellen in een groep bewegen synchroon. In plaats van dat één cel de anderen voorttrekt, dragen alle cellen gelijk bij aan de beweging.

Lees ook:

Vandaag · 09:26

Samenwerkende minirobots transformeren precisie in de endoscopische chirurgie

De onderzoekers testten trajecten met verschillende breedtes en grotere groepen cellen. Ze ontdekten dat grotere groepen zich trager verplaatsen dan rijen in enkelvoud, omdat meer cellen met elkaar in botsing komen, wat hun beweging verstoort. Deze bevindingen werden bevestigd door laboratoriumexperimenten.

Resultaten van het experiment:

• Grotere clusters bewegen langzamer dan kleinere, enkelvoudige groepen
• Individuele cellen in grotere clusters zijn niet goed uitgelijnd
• Kleinere groepen behouden betere uitlijning en snelheid

Wanneer je door moeilijke gebieden beweegt, is het nuttig om in een groep te zijn. Cellen in een groep kunnen bij obstakels makkelijker van richting veranderen dan cellen in een rij. Dit komt doordat sommige cellen in de groep al een andere richting op keken.

Cellen kunnen zowel in groepen als individueel bewegen, wat voorkomt in veel biologische processen. Sommige van deze processen vereisen groepsbeweging, terwijl andere vragen om individuele celbeweging. Het nieuwe model helpt bij het begrijpen van hoe cellen zich voortbewegen in verschillend gevormde ruimtes.

De onderzoekers zullen dit model gebruiken om te bestuderen hoe cellen met elkaar omgaan. Door meer te leren over deze kleine bewegingen, kunnen we beter begrijpen hoe weefsels zich als geheel verplaatsen. Dit onderzoek laat zien hoe cellen zich door complexe omgevingen bewegen.