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El estudio muestra cómo las células de la migración obran recíprocamente en la carrocería

Ofreciendo una “cuerda tirante microscópica” a las células, los investigadores de la tecnología de Virginia y de la Universidad John Hopkins han traído nuevos discernimientos a las células de la migración de la manera interactivas en la carrocería.

Los investigadores cambiaron su ambiente de prueba para observar la acción recíproca de la célula-célula más de cerca al espejo la carrocería, dando por resultado nuevas observaciones de las células que obraban recíprocamente como los vehículos en una carretera -- emparejando hacia arriba, acelerando, y paso de uno otro.

Entendiendo las maneras que emigran las células reaccionan a una que otras son esenciales para predecir cómo las células cambian y se desarrollan y cómo ellas reaccionan en usos, tales como herida curando y el lanzamiento de la droga.

En un estudio publicado en los procedimientos de la National Academy of Sciences, de personas formadas por el profesor adjunto Amrinder Nain de la ingeniería industrial, de los investigadores graduados Jugroop Singh y Aldwin Pagulayan, y del profesor adjunto Brian Camley de Johns Hopkins, giró de métodos de pruebas tradicionales a observan más exacto cómo las células móviles se comportan cuando encuentran uno otro.

Las células tienen polaridad, una orientación norte-sur, como los imanes comunes. La polarización ayuda a una célula a orientarse correctamente con otras células y también a establecer un borde de cabeza y de fuga/posterior - el frente y los extremos traseros de la célula en el movimiento.

Mientras que las células se mueven y dividen, sus polaridades cambian y cambio, un producto del movimiento de moléculas dentro de ellas. El movimiento de cada célula es controlado por las partes sobresalientes - los tentáculos que tiran de cada célula adelante en el borde delantero, controlando su movimiento - y cuando emigran chocan las células, tienden a repeler uno otro, haciendo sus partes sobresalientes contratar hacia adentro. Las células forman nuevas partes sobresalientes lejos de la colisión para cambiar la dirección y para ir a los nuevos lugares.

Este comportamiento de la dirección cambiante después de que las colisiones se llamen inhibición del contacto de la locomoción, y ella trae alrededor de un cambio en los polos de la célula. Después de una colisión, el borde de fuga/posterior se convierte en el borde delantero, así invirtiendo la dirección de la migración.

Desde los años 50, la inhibición del contacto de la locomoción ha sido observada poniendo las células en un ambiente plano, tal como una placa de Petri. Esto está a diferencia de la fijación de una carrocería, sin embargo, donde las células se mueven a lo largo de redes de fibras.

Para traer sus observaciones más cercano al ambiente natural, las personas introdujeron las células sobre una única fibra, una clase de “cuerda tirante celular.” En esa fijación, encontraron que la acción recíproca de la célula-célula era totalmente diferente que la de una superficie plana. Considerando que las células chocan en una superficie plana, llegan a ser lejos más civiles al recorrer a lo largo de una fibra. Al compartir la cuerda tirante, dada en ninguna parte para ir, las células tendieron a mover el pasado uno otro.

Por supuesto, una carrocería se hace de muchas fibras, no apenas una. Para investigar más lejos comportamiento celular en su ambiente natural, las personas introdujeron un segundo, fibra paralela. Comportamiento celular cambiado otra vez: en vez del pasado de mudanza uno otro, células adheriría junto, moviéndose en pares con una de las células que cambian sus polos.

Otro cambio ocurrió cuando las células dividieron. Después de que una nueva célula fuera formada de una división, llamada una “célula de hija,” tendieron a recorrer más allá de otras células más a menudo en ambas configuraciones. Los investigadores encontraron que las células de hija movidas con velocidad creciente, y esto eran probables un contribuidor a su capacidad de pasar más a menudo.

Las personas podían reconstruir estos comportamientos con un modelo simple que las células presuntas se arrastraron a lo largo de las fibras y reorientaron cuando entraron en contacto con el frente de otra célula, y que las células de hija se movieron más rápidamente.

Este cóctel de la ingeniería industrial, de la biología celular, de la física, y del modelado de cómputo revela los comportamientos de la célula no sabidos antes. Las células y sus ambientes son complejos y constante cambiantes. Nuestro trabajo colaborativo agrega una torsión al conocimiento de la inhibición del contacto de la locomoción, primero descubierta en los años 50.”

Amrinder Nain, profesor adjunto, ingeniería industrial, tecnología de Virginia

Según Camley, conocer esta información fomenta la comprensión en porqué algunas drogas trabajan diferentemente en una prueba en una placa de Petri que en un animal. La diferencia en comportamiento de la plano-superficie comparado con fibra ofrece los discernimientos que podrían significar la diferencia entre una afectación de una célula con una droga o desaparecidos él, dados una vista más holística de reacciones celulares.

“En vez de cambiar nuestra opinión sobre la biología subyacente, ésta muestra cómo los cambios físicos en el ambiente de la célula pueden alterar acciones recíprocas de la célula-célula,” dijo a Camley. Los “científicos quieren a menudo imaginar cómo las drogas pueden alterar acciones recíprocas de la célula-célula -- nuestros resultados muestran que es importante estudiar éstos en tan natural un ambiente como sea posible porque el ambiente desempeña un papel enorme.”

Source:
Journal reference:

Singh, J., et al. (2021) Rules of contact inhibition of locomotion for cells on suspended nanofibers. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2011815118.