Nature Materials -lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat pystyivät osoittamaan uudenlaisen solukilpailun muodon, jota säätelevät solujen kyvyt välittää mekaanisia voimia.
Solukilpailu: keskeinen mekanismi kudosten tasapainolle?
Solujen välinen kilpailu on olennainen tekijä kudosten terveyden ylläpidossa, infektioiden torjunnassa ja kasvainten kehittymisen ehkäisyssä. Huolimatta sen tärkeydestä, tämän ilmiön perusmekanismit ovat edelleen huonosti ymmärrettyjä.
Solumekaaninen kilpailu jännityksen vaihteluiden häviämisen kautta solujen välisten kiinnittymien voimakkuuden avulla.
© Lucas Anger
Kun soluja pidetään häviäjinä, ne voidaan poistaa biokemiallisten signaalien kautta, jotka johtavat niiden kuolemaan. Kuitenkin useat tutkimukset ovat osoittaneet, että solukilpailuun voivat vaikuttaa myös mekaaniset voimat. Nykyisen konsensuksen mukaan "voittavat" solut kohdistavat painetta "häviävien" solujen päälle, mikä edistää niiden kuolemaa ja poistamista.
Nature Materials -lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat pystyivät osoittamaan, että mekaaniset jännitykset todella näyttelevät keskeistä roolia solukilpailuprosesseissa, mutta toisin kuin aiemmissa malleissa on esitetty, voittavat solut voivat olla puristuksessa samalla kun poistettavat solut ovat jännityksessä.
Tutkijat pyrkivät selvittämään yleisiä mekanismeja, jotka voisivat selittää mekaanista kilpailua. He esittivät hypoteesin, että voimien välittämisen muuttaminen solujen välillä, säätämällä solujen välistä kiinnittymistä, voisi laukaista kilpailua ja vaikuttaa voimakkaasti sen lopputulokseen.
Mekaaniset voimat: odottamaton rooli solukilpailussa
Mittaamalla suoraan voimia ex vivo -kudoksissa ja eri solulinjoissa, tutkijat havaitsivat, että solut, joilla on vahvempi solujen välinen kiinnittyminen ja jotka siten välittävät voimia paremmin, voittavat aina. Tämä mekanismi toimii riippumatta häviävien solujen puristuksesta, kasvunopeuden eroista tai solujen tiheydestä.
Sekoittamalla solutyyppien joukko, joista toisella oli vaurioituneita kiinnittymisliitoksia, he pystyivät mittaamaan lisääntyneitä mekaanisten jännitysten vaihteluita kahden kudoksen rajapinnalla. Jos näitä paikallisia stressivaihteluita ei tehokkaasti hajoteta rajapinnalla olevien solujen toimesta, ne aiheuttavat suuria jännityksiä poikkitasossa, mikä johtaa solujen poistamiseen.
Kun solut, joilla on erilaiset kyvyt välittää voimia, kilpailevat, solujen välinen kiinnittyminen muodostaa voittavan strategian: se mahdollistaa hallitsevien solujen paremman kyvyn absorboida stressivaihteluita. Näin ollen nämä tulokset paljastavat uudenlaisen mekanismin, joka perustuu aktiiviseen vastustukseen poistamista vastaan solujen välisten kiinnittymien vahvistamisen kautta.
Tämä solujen poistomekanismi voi olla merkittävässä roolissa, erityisesti kudosrajojen ylläpidossa ja solujen invaasioon liittyvien patologioiden, kuten syövän, ymmärtämisessä.