Kada se stanice kreću u tijelu, one slijede kompleksan uzorak sličan onome koji amebe i bakterije koriste prilikom traženja hrane, otkrio je Vanderbiltov tim znanstvenika. Otkriće ima praktičnu vrijednost za razvoj lijekova - uključivanje ovog osnovnog ponašanja u računalne simulacije bioloških procesa koji uključuju migracije stanica, kao što su razvoj embrija, koštana pregradnja, zacjeljivanje rana, infekcije i rast tumora, trebalo bi poboljšati točnost kojom ti modeli mogu predvidjeti učinkovitost neprovjerenih terapija za povezane bolesti, kažu istraživači.

"Koliko mi možemo reći, ovo je prvi put da je ova vrsta ponašanja prijavljena u stanicama koje su dio većeg organizma", kaže Peter T. Cummings, John R. Hall profesor kemijskog inženjerstva, koji je vodio istraživanje opisano u ožujskom, 10. izdanju Public Library of Science časopisa PloS ONE.

Otkriće je bilo neočekivani rezultat studije Cummingsove skupine koja je provela testnu hipotezu da sloboda kojom se različite stanice raka kreću - koncept koji se zove motilitet - može biti povezana s njihovom agresivnošću, to jest, što se brže dati tip stanica raka može kretati kroz tijelo, više je agresivan.
"Naši rezultati pobijaju hipotezu - korelacija između pokretljivosti i agresivnosti, koju smo našli između tri različite vrste stanica raka, bila je vrlo slaba", kaže Cummings. "U tom procesu, međutim, počeli smo primjećivati da su stanične kretnje bile neočekivano komplicirane."

Tada je interes istraživača izazvao rad koji se pojavio u veljači 2008. u časopisu Nature pod naslovom "Istraživanje zakona razmjernosti ponašanja morskih predatora". Rad sadrži analizu pokreta raznih radio-označenih morskih predatora, uključujući i morske pse, morske kornjače i pingvine. Autori su utvrdili da predatori koriste hranidbene strategije vrlo bliske specijaliziranim slučajnim uzorcima hoda, nazvanim Lévy hod, što je optimalna metoda za pretraživanje složenih krajolika. Na kraju rada je bio sažetak u kojem je pisalo: "...čini se da je ponašanje kao Lévy široko rasprostranjeno među različitim organizmima, od mikroorganizama do čovjeka, kao 'pravilo' koje se razvilo kao odgovor na fragmentiranu distribuciju resursa."

Ovo je Cummingsu i njegovim kolegama dalo novu perspektivu na stanične pokrete koje su promatrali mikroskopom. Oni su usvojili osnovnu pretpostavku da su, kada stanica sisavaca migrira, njezini osobni problemi, kao što su efikasno pronalaženje nasumice raspoređenih ciljeva kao što su hranjive tvari i faktori rasta, analogni onima s kojima se suočavaju jednostanični organizmi u potražnji za hranom.

S tom perspektivom na umu, Alka Potdar, sad post-doktorska kolegica na Case Western Reserve University i Cleveland Clinic, kultivirala je stanice s tri ljudske sisavačke epitelne stanične linije, na dvodimenzionalnim plastičnim tanjurima i pratila kretanje stanica u razdoblju od dva sata u "slučajnom migracijskom" okruženju, bez ikakvih usmjerenih kemijskih signala. Epitelne su stanice pronađene u tjelesnoj postavi organa i pokrivajućoj vanjskoj površini. Kreću se relativno polako, oko mikrona u minuti što odgovara brzini od oko dvije tisućinke inča na sat.

Kada je Potdar pažljivo analizirala ove stanične pokrete, utvrdila je da su svi slijedili isti obrazac. Međutim, to nije bio Lévy hod koji su očekivali, nego usko povezani uzorak za pretraživanje zvan dvonačinski korelirani slučajni hod (BCRW). Ovo je dvofazni pokret: faza trčanja u kojoj stanica putuje prvenstveno u jednom smjeru, i re-orijentacijska faza u kojoj ona ostaje na mjestu i sama se interno reorganizira da bi se premjestila u novom smjeru.

U naknadnim studijama, trenutno u tisku, istraživači su otkrili da nekoliko drugih tipova stanica (socijalna ameba, neutrofilis, fibrosarkom) također slijede isti uzorak u slučajnim migracijskim uvjetima. Također su otkrili da stanice i dalje prate ovaj isti osnovni obrazac, kada je dodan usmjereni kemijski signal, ali duljina njihova pokreta varira, i dometi smjerova koji slijede su suženi, dajući im neto kretanje u smjeru koji označava signal. "Po prvi put, to nam daje opći okvir za analizu načina kretanja stanica", kaže Potdar.

Istraživački suradnik Junhwan Jeon, izvanredni profesor Alissa Weaver i profesor Vito Quaranta također su sudjelovali u istraživanju. Istraživanje su financirali National Cancer Institute's Integrative Cancer Biology Program putem centralne donacije Vanderbilt University Medical Center.



Izvor: sciencedaily.com