Nye celler kravler frem mod deres plads i vævet

Videnskabelige nybrud 8. jan 2023 3 min Associate Professor Jakub Sedzinski Skrevet af Kristian Sjøgren

Forskere har opdaget, hvordan nye celler bruger ”fingre” til at gribe fat i omgivelserne, når de skal frem mellem nabocellerne mod deres plads i vævet. Det er som at være til en rockkoncert, hvor man vil frem til første række, siger forskere.

Når der bliver lavet nye celler i for eksempel huden, skal disse celler frem fra de nederste lag i vævet til det sted, hvor de skal have en funktion.

Sådan er det også i luftvejene, i organerne og alle andre steder i kroppen.

Forskere har hidtil haft en god forståelse af de biokemiske signaler, der afstedkommer, at celler flytter sig fra det ene sted i vævet til et andet, og nu har forskere også kortlagt, hvordan det sker mekanisk.

Et nyt studie viser, at cellerne laver nogle fremspring, der er som en slags fingre, som cellerne kan bruge til både at sanse omgivelserne, men også trække sig fremad mellem nabocellerne, indtil de kommer frem til det sted, hvor de skal sidde i vævet.

Opdagelsen gør forskere klogere på dannelsen af væv under fosterudviklingen, eller når væv skal erstattes, og på forskellige sygdomme.

”Blandt andet kræftceller benytter lignende fingre, når de invaderer væv og danner metastaser. Derfor kan vores opdagelse bidrage til forståelsen af, hvordan kræft metastaserer, og muligvis også benyttes som et diagnostisk værktøj til at følge cancerprogression,” fortæller en af forskerne bag studiet, lektor Jakub Sedzinski fra Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Medicine (reNEW) ved Københavns Universitet.

Forskningen, som Jakub Sedzinski har lavet i samarbejde med ph.d.-studerende Guilherme Ventura, Dr. Aboutaleb Amiri og lektor Amin Doostmohammadi, er blevet publiceret i Nature Communications.

Som at gå til rockkoncert

I studiet ønskede forskerne at blive klogere på de mekanistiske aspekter af cellebevægelse gennem væv.

Til det formål studerede forskerne huden fra frø-fostre.

Det interessante ved frøer er, at deres hud er meget sammenlignelig med væv i luftvejene hos mennesker. Det gør vævet relevant at studere, hvis man for eksempel vil blive klogere på vævsaspektet af lungesygdomme som astma eller KOL.

I undersøgelsen af cellernes bevægelse i frø-fostrene studerede forskerne det fænomen, som sker i alle typer af væv, nemlig at stamceller deler sig og bliver til vævsspecifikke celler, som bevæger sig fra dybt i vævet til vævets overflade, hvor cellerne har en funktion.

Forskerne benyttede avanceret mikroskopi og kamerateknologi, som man kender det fra fodboldkampe, til at følge cellernes bevægelse i ekstrem høj opløsning, så de ikke bare kunne se, at cellerne bevægede sig, men også hvordan de gjorde det.

”Cellernes bevægelse svarer til at være til en rockkoncert, hvor man er omgivet af andre mennesker og gerne vil frem til første række og de bedste pladser. Cellerne er præsenteret for det samme problem. De er også omgivet af en masse andre celler, der blokerer vejen frem eller skubber og trækker i dem,” forklarer Guilherme Ventura.

Mærker sig frem i omgivelserne

Mikroskopiundersøgelsen viste, at celler laver finger-lignende fremspring kaldt filopodia, når de skal fra deres plads i bagerste række i vævet og frem til forreste række.

Fingrene bruger de til at føle på omgivelserne, cellerne i omgivelserne og vævet som helhed.

Fingrene griber også aktivt fat i omgivelserne og trækker cellerne fremad, ligesom man måske kan forestille sig, at man selv ville gøre for at komme frem i tilskuermængden til en rockkoncert.

Ydermere kunne forskerne kortlægge, at cellerne faktisk mærker efter, hvor stift vævet er de forskellige steder, hvor de kommer frem. Det fortæller cellerne noget om, hvor de er i vævet.

Når de finder et sted med den rigtige stivhed, ved cellerne, at de nu er fremme, hvor de skal integreres i vævet. Så stopper de med at lave fingre og ændrer form til en heksagonal struktur, der passer ind mellem de andre celler.

”Vævets stivhed er et signal til cellerne, som de kan følge. De søger efter at blive integreret der i vævet, hvor det er allermest stift. Når de er der, stopper de med at lave filopodia og begynder i stedet at vokse,” siger Jakub Sedzinski.

Kan blive klinisk relevant

Opdagelsen gør forskerne klogere på, hvordan væv bliver dannet i forbindelse med blandt andet fosterudvikling, og når skadet væv skal repareres.

De samme mekanismer er også på spil, når kræftceller trænger ind gennem væv og danner metastaser. Kræftcellerne leder på samme måde som raske celler efter områder i vævet med specifikke egenskaber, der gør det lettere for dem at slå sig ned og sprede sig.

Opdagelsen gør også forskerne klogere på de mekanistiske egenskaber i vævet ved for eksempel astma, der er kendetegnet ved, at lungevævet er mere flydende, altså mindre stift, end hos raske personer.

Forskerne ser derfor en mulighed for, at opdagelsen kan få klinisk betydning.

”Man kan forestille sig, at man kan udvikle lægemidler, der kan påvirke cellers evne til at lave filopodia. Kan man målrettet forhindre celler i at lave disse fingre, kan man også hæmme for eksempel kræftceller i at bevæge sig. Man kan også forestille sig, at man kan laste celler med medicin og ved hjælp af deres filopodia guide cellerne derhen i vævet, hvor medicinen skal have en effekt,” siger Jakub Sedzinski.

Multiciliated cells use filopodia to probe tissue mechanics during epithelial integration in vivo” er udgivet i Nature Communications. Jakub Sedzinski fik støtte fra LEO Fondet og Novo Nordisk Fonden; Amin Doostmohammadi fik støtte fra VILLUM FONDEN, EU via ERC Starting Grant PhysCoMeT og Novo Nordisk Fonden. Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology (DanStem) og Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Medicine (reNEW) er støttet af bevillinger fra Novo Nordisk Fonden.

The Sedzinski group aims to understand the general principles underlying epithelial homeostasis. Particularly, they want to determine both the mechani...

Dansk
© All rights reserved, Sciencenews 2020