Ученые обнаружили, что клетки могут «чувствовать» объекты на расстоянии

Учёные из Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что клетки способны ощущать изменения в окружающей среде на значительно большем расстоянии, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS и могут помочь лучше понять механизмы распространения раковых клеток.

Специалисты сравнивают этот процесс с известной сказкой о принцессе на горошине. В ней героиня чувствует маленькую горошину, спрятанную под множеством матрасов. Похожий принцип, как выяснилось, существует и в биологии: клетки могут воспринимать сигналы из окружающей среды, находящиеся далеко за пределами точки их непосредственного контакта.

Ранее считалось, что такая способность характерна в основном для аномальных клеток, например раковых. Однако новое исследование показало, что обычные клетки также могут распознавать удалённые физические сигналы, если действуют совместно.

Профессор машиностроения и материаловедения инженерной школы Маккелви Амит Патак объяснил, что этот процесс называется «глубинным механочувствованием». Он позволяет клеткам определять свойства окружающих тканей и объектов, находящихся за пределами поверхности, к которой они прикреплены.

В ходе предыдущих исследований учёные обнаружили, что отдельные мигрирующие клетки способны воспринимать физические сигналы на расстоянии примерно до 10 микрон. Это происходит благодаря тому, что клетки деформируют окружающий коллаген — волокнистый компонент внеклеточного матрикса.

Когда клетка растягивает эти волокна, она может «ощутить», что находится дальше: более мягкая ткань, плотная структура или даже костная ткань. На основе этой информации клетка выбирает направление движения.

Новое исследование показало, что коллективная работа клеток значительно усиливает этот эффект. Группы эпителиальных клеток, которые формируют поверхность многих тканей организма, способны создавать более сильные механические воздействия на окружающую среду.

Благодаря этому они могут распознавать структуры на расстоянии до 100 микрон — в десять раз дальше, чем одиночные клетки. Компьютерное моделирование показало, что такой процесс происходит в два этапа: сначала клетки объединяются, а затем начинают совместное движение.

Учёные считают, что подобный механизм может играть важную роль в распространении рака. Раковые клетки способны использовать повышенную чувствительность к окружающей среде, чтобы находить путь из опухоли в соседние ткани и перемещаться по организму.

Теперь исследователи планируют выяснить, какие молекулярные механизмы регулируют дальность такого «чувствования». По их мнению, если удастся ограничить способность раковых клеток распознавать путь перед собой, это может стать основой для новых методов борьбы с метастазами.