Saradnja između istraživačkih grupa na Univerzitetu Kalifornije, TU Drezden u Nemačkoj i Cedars-Sinai Guerin Children’s u Los Anđelesu identifikovala je mehanizam pomoću kojeg se embrionalne ćelije organizuju da šalju signale okolnim ćelijama, govoreći im gde da idu i šta da rade. . Dok su ovi signalni centri već neko vreme poznati nauci, kako se pojedinačne ćelije pretvaraju u organizatore bilo je nešto kao misterija.
Do sada. U radu objavljenom u časopisu Nature Cell Biologi, istraživači otkrivaju da su ćelije bukvalno pritisnute da postanu organizatori.
„Uspeli smo da koristimo tehnike mikrokapljica da shvatimo kako nagomilavanje mehaničkog pritiska utiče na formiranje organa“, rekao je ko-korespondent Oger Kampas, bivši vanredni profesor mašinstva na UC Santa Barbara, koji je trenutno generalni direktor, profesor i predsedavajući. dinamike tkiva na klasteru fizike životne izvrsnosti TU Drezden.
Otkrivanje kako ćelije odlučuju da postanu organizatori tokom formiranja organa ostaje centralni izazov u proučavanju embriogeneze i ključno je za razumevanje embrionalnog razvoja.
„Shvatanjem kako embrion formira organe, možemo početi da postavljamo pitanja o tome šta nije u redu kod dece rođene sa urođenim malformacijama“, rekao je kolega koautor Ophir Klein, MD, izvršni direktor Cedars-Sinai Guerin Children’s, gde je i on. Dejvid i Meredit Kaplan istaknuta katedra za zdravlje dece.
Nadovezujući se na tehnike koje je prethodno razvio Campas, u kojima male kapljice ubačene između ćelija embriona u razvoju osećaju sile koje ćelije vrše jedna na drugu, i kroz posmatranje embrionalnog sekutića, istraživači su otkrili da pritisak utiče na sudbinu ćelije – oni osećaju stisak. i koriste ove informacije da se organizuju.
„To je kao one igračke koje upijaju vodu i rastu u veličini“, rekla je Neha Pinča Šrof, postdoktorski naučnik na Stomatološkoj školi UCSF-a i jedan od vodećih autora studije.
„Samo zamislite da se to dešava u skučenom prostoru. Ono što se dešava u čvoru sekutića je da se ćelije umnožavaju u fiksnom prostoru i to uzrokuje stvaranje pritiska u centru, koji onda postaje klaster specijalizovanih ćelija.“ Istraživači su otkrili da ćelije koje osećaju jači pritisak prestaju da rastu i počinju da šalju signale da organizuju druge okolne ćelije u zubu.
Embrioni koriste nekoliko ovih signalnih centara za vođenje ćelija dok formiraju tkiva i organe. Ćelije oko ovih centara primaju jače ili slabije signale u zavisnosti od njihove lokacije i u skladu sa tim donose odluke. Poput izgradnje nebodera ili mostova, vajanje naših organa uključuje čvrsto planiranje, puno koordinacije i pravu strukturnu mehaniku. Neuspeh u bilo kom od ovih procesa može biti katastrofalan kada je u pitanju izgradnja mosta, a može biti i štetan za nas kada rastemo u materici.
„Ovaj rad može dovesti do dodatnih istraživanja o tome kako se formiraju urođene mane i kako se mogu sprečiti“, primetio je Klajn.
Videti kako pritisak funkcioniše u embrionalnom razvoju otvara dalje mogućnosti istraživanja, kaže Campas.
„Zaista je uzbudljivo da pritisak ima ulogu u uspostavljanju centara za signalizaciju“, rekao je on. „Biće zanimljivo videti da li ili kako mehanički pritisak utiče na druge važne razvojne procese.“
