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

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

Исследователи сравнили этот процесс с известным сюжетом сказки о принцессе на горошине, где героиня ощущает маленький предмет даже через множество слоёв матрасов. Похожий принцип, как оказалось, действует и на клеточном уровне: клетки могут улавливать физические сигналы из среды, находящиеся далеко за пределами точки их непосредственного контакта.

Ранее считалось, что подобная способность характерна преимущественно для аномальных клеток, включая раковые. Однако новое исследование показало, что обычные клетки также способны распознавать удалённые сигналы, если действуют совместно.

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

Предыдущие исследования показали, что отдельные клетки могут ощущать изменения среды на расстоянии примерно до 10 микрон. Это происходит благодаря деформации волокон коллагена — ключевого компонента внеклеточного матрикса, который окружает клетки.

Когда клетка растягивает такие волокна, она может определить, какие структуры расположены дальше: более мягкая ткань, плотный слой или, например, костная ткань. Полученная информация помогает клетке выбирать направление движения.

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

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

Учёные считают, что этот механизм может играть важную роль в распространении рака. Повышенная чувствительность к окружающей среде позволяет раковым клеткам находить путь из опухоли в соседние ткани и перемещаться по организму.

Теперь исследователи планируют выяснить, какие молекулярные механизмы регулируют дальность такого «чувствования». По мнению специалистов, если удастся ограничить способность раковых клеток распознавать путь перед собой, это может открыть новые возможности для борьбы с метастазами.