Zakrivljenost površine određuje migracijsko ponašanje bioloških ćelija. Poželjno se kreću duž dolina ili žlebova, izbegavajući grebene. Ovi nalazi, objavljeni u časopisu PNAS uz doprinos Maks Plank instituta za dinamiku i samoorganizaciju (MPI-DS) i Vajcmanovog instituta za nauku, daju povoda za model koji predviđa ćelijsko ponašanje. Takvi univerzalni principi sada omogućavaju bolje razumevanje migracije imunih ćelija i ćelija raka, otvarajući put novim opcijama lečenja.
Migracija ćelija unutar tela je fundamentalni biološki fenomen. Imunske ćelije stalno traže patogene, a ćelije raka migriraju kroz telo, izazivajući metastaze. Unutar tela, mnoge površine, kao što su tkiva, krvni sudovi ili izbočine, imaju zakrivljen oblik.
„Uspeli smo da pokažemo da ove zakrivljenosti direktno utiču na obrazac kretanja ćelija“, objašnjava Eberhard Bodenschatz, direktor u MPI-DS. Naučnici bi mogli eksperimentalno da pokažu da ćelije preferiraju određene zakrivljenosti u odnosu na druge, što je fenomen koji se naziva „hemotaksija“.
Da bi razotkrili ovaj mehanizam, napravili su kompjuterski model vezikule koji sadrži aktivne komponente citoskeleta koje se koriste za kretanje. Ova struktura podseća na biološku ćeliju koja migrira u telu.
„Koristeći ovaj minimalni model ćelije, sistematski smo istraživali mehanizam curvotakse na različitim zakrivljenim površinama“, izveštava Nir Gov sa Vajcmanovog instituta za nauku, Izrael. „Modelna ćelija pokazuje specifične obrasce migracije, na primer, gde se ćelije kreću duž žlebova talasastog oblika, izbegavajući kretanje duž grebena.“
Ovo zapažanje je dovelo do novog modela koji predviđa ponašanje ćelije. Predviđanja modela su zatim eksperimentalno verifikovana korišćenjem nekoliko tipova ćelija. Naučnici su tako otkrili univerzalni mehanizam za pokretljivost ćelija koji se primenjuje na mnoge različite tipove migrirajućih ćelija.
Na konveksnoj ili cevastoj strukturi, kao što je spoljašnja površina krvnog suda, ćelije imaju tendenciju da se kreću po obodu oko oblika. Nasuprot tome, aksijalno kretanje napred ili nazad je poželjno na konkavnim strukturama (kao što je unutar krvnog suda).
„Naš rad naglašava kako fizički principi oblikuju univerzalno ponašanje, čak i unutar složenog sveta biologije“, zaključuje Bodenšac.
