ในระหว่างการย้ายถิ่นของ mesenchymal เซลล์มะเร็งจะเคลื่อนที่เหมือนตุ๊กแกบนผนัง ก่อนเลือกโหมดการเคลื่อนที่นี้ เซลล์จะขยายขนาดพื้นผิวที่อาจเกาะติดได้ นักฟิสิกส์Nadir Kaplanอธิบาย ถ้าพื้นผิวไม่แข็งหรือนิ่มเกินไปและทางเดินไปข้างหน้าไม่แคบเกินไป เซลล์กลมๆ จะยื่นออกมาอย่างรวดเร็วซึ่งทำหน้าที่เหมือนแขนขาชั่วคราว ยื่นไปข้างหน้าและติดกับพื้นผิว จากนั้นเซลล์จะดึงตัวเองไปข้างหน้าและถอยกลับและทำซ้ำขั้นตอนนี้
โหมดการโยกย้ายนี้เป็นหนึ่งในวิธีที่เซลล์มะเร็งนำทางเนื้อเยื่อ
ในระหว่างการแพร่กระจาย ในการศึกษาที่ตีพิมพ์โดยBiophysical Journalเพื่อนร่วมงานฟิสิกส์หลังปริญญาเอก Wenya Shu และ Kaplan ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ในวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ได้สำรวจการย้ายถิ่นของ mesenchymal ผ่านการจำลองเซลล์และการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เป้าหมายของพวกเขา: เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่เซลล์มะเร็งขยายขนาดเนื้อเยื่อรอบ ๆ เพื่อความฝืดและปรับการเคลื่อนไหวที่เหมือนตุ๊กแกในการตอบสนอง
แบบจำลองและข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการย้ายถิ่นของ mesenchymal เป็นขั้นตอนแรกในการเรียนรู้ว่าเซลล์มะเร็งเคลื่อนที่อย่างไรโดยรวม Shu กล่าว การย้ายเซลล์มีความซับซ้อน: เซลล์ใช้ประโยชน์จากการย้ายหลายโหมด ทั้งแบบทีละรายการและแบบโคโลนี “นั่นคือข้อได้เปรียบของการคิดแบบจำลองการคำนวณที่นี่” เขากล่าว “เราสามารถแยกแยะผลกระทบของส่วนผสมหลายอย่างได้” การทดลองแสดงให้เห็นว่าในระหว่างการย้ายถิ่นของ mesenchymal เซลล์จะปรับวิธีการนำทางของเนื้อเยื่อตามความแข็ง: พวกมันถูกดึงไปยังพื้นผิวของเนื้อเยื่อ – หรือพื้นผิว – ที่ไม่แข็งหรืออ่อนเกินไป เซลล์ไม่สามารถเติบโตและแนบส่วนที่ยื่นออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพกับพื้นผิวที่แข็งเกินไป และหากเซลล์จับกับเนื้อเยื่อที่อ่อนเกินไป เซลล์ก็จะดึงกลับเข้าหาร่างกายแทนที่จะดึงตัวเองไปข้างหน้า การจำลองเซลล์ของ Shu และ Kaplan สนับสนุนผลการทดลองเหล่านี้
การจำลองของพวกเขายืนยันกับนักวิจัยว่าเซลล์แยกแยะความแตกต่าง
ระหว่างพื้นผิวที่อ่อนนุ่มและแข็งโดยเปรียบเทียบกับคุณสมบัติทางกายภาพของร่างกายที่อ่อนนุ่มของมันเอง คุณสมบัติของวัสดุซับสเตรตจะส่งผลต่อทิศทางที่เซลล์ใช้ตลอดจนประสิทธิภาพในการเคลื่อนที่
แผนผัง 2 แบบที่แสดงการจัดระเบียบภายในเซลล์ที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของนิวเคลียสและการโยกย้าย mesenchymal ภาพหนึ่งเป็นภาพระยะใกล้ของขอบเซลล์และแสดงให้เห็นการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างสารเชิงซ้อนแอกโทไมโอซินกับมอเตอร์ไมโอซิน คลัตช์ระดับโมเลกุลระหว่างเซลล์และอินทิกรินลิแกนด์ของเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ที่จุดยึดเกาะโฟกัส และพอลิเมอไรเซชันแอกตินที่ ส่วนที่ยื่นออกมาของขอบไดรฟ์
แผนผังนี้แสดงองค์กรภายในเซลล์ที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของนิวเคลียสและการโยกย้าย mesenchymal ภาพด้านขวาเป็นภาพระยะใกล้ของขอบเซลล์และแสดงให้เห็นการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างสารเชิงซ้อนแอกโทไมโอซินกับมอเตอร์ไมโอซิน คลัตช์โมเลกุล (สีน้ำเงิน) ระหว่างเซลล์และลิแกนด์แบบรวมของเมทริกซ์นอกเซลล์ที่จุดยึดเกาะโฟกัส และ พอลิเมอไรเซชันแอกติน (เส้นสีแดง) ที่ทำให้ขอบยื่นออกมา ได้รับความอนุเคราะห์จาก Wenya Shu
เพื่อให้แน่ใจว่าแบบจำลองนี้จำลองการย้ายเซลล์มะเร็งได้อย่างแม่นยำ Kaplan และ Shu ไม่เพียงสร้างวิธีการที่เซลล์ตอบสนองต่อกลไกของสารตั้งต้นของเนื้อเยื่อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีที่พวกเขาปรับสัญญาณทางชีวเคมีภายในด้วย ในขณะที่เคลื่อนผ่านเนื้อเยื่อ เซลล์อาจตอบสนองทางเคมีต่อการหลั่งของแหล่งอาหารในร่างกาย แบบจำลองของนักวิจัยเป็นแบบจำลองแรกที่จำลองว่าตัวขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของเซลล์ทั้งสองนี้เป็นอย่างไร Shu กล่าว
นักวิจัยพบว่าเซลล์ชอบเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่กำหนดโดยสัญญาณเคมีภายในที่รุนแรง ไม่ว่าการเคลื่อนไหวโดยรวมจะมีประสิทธิภาพหรือไม่ก็ตาม แต่หากไม่มีสัญญาณทางเคมีที่รุนแรงที่จะตามมา พวกเขามุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติของพื้นผิวด้วยการรวมองค์ประกอบเหล่านี้ของการย้าย mesenchymal เข้าด้วยกันและทำซ้ำในแบบจำลอง Kaplan มองเห็นการก้าวไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นและระบุว่าการแพร่กระจายอาจเกิดขึ้นได้อย่างไรและที่ใด
การแพร่กระจายอาจเกี่ยวข้องกับโหมดการย้ายข้อมูลหลายเซลล์ การย้ายถิ่นของเนื้อเยื่อมีแนวโน้มที่จะเป็นโหมดเริ่มต้นของการย้ายถิ่นผ่านเนื้อเยื่อและเข้าสู่หลอดเลือด แต่เซลล์มักจะหมุนไปสู่การย้ายถิ่นของอะมีบอยด์ ในขณะที่เซลล์จะเคลื่อนที่เหมือนตุ๊กแกในโหมดเดิม แต่เซลล์แบบหลังจะเคลื่อนที่เหมือนแท็งก์น้ำมากกว่า “พวกเขาแค่เคลื่อนไปข้างหน้า” Kaplan กล่าว
เคมีบำบัดทำงานได้ดีกับเซลล์มะเร็งในการย้ายถิ่นของ mesenchymal Kaplan กล่าว แต่ไม่ดีเท่าเมื่อเซลล์เปลี่ยนไปเป็นการย้ายถิ่นของอะมีบา เพื่อให้นักทดลองเข้าใจการเปลี่ยนแปลงนั้น ขั้นแรกพวกเขาต้องเข้าใจโหมดมีเซนไคมอลให้ดีกว่านี้ก่อน
ต่อไป Shu และ Kaplan หวังว่าจะใช้แบบจำลองเพื่อดูว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กับเซลล์อาจส่งผลต่อการย้ายถิ่นอย่างไร เนื่องจากเซลล์แต่ละเซลล์ชนกันและทำให้ทิศทางของการเปลี่ยนแปลงเปลี่ยนไป พวกเขายังต้องการเรียนรู้ว่าเซลล์เจรจากับช่องทางที่แคบและโค้งมากขึ้นในสภาพแวดล้อมจุลภาคได้อย่างไร
ความพยายามแต่ละอย่างในการสร้างแบบจำลองการย้ายถิ่นของเซลล์ทำให้ทีมเข้าใจมากขึ้นว่าเซลล์มะเร็งบุกรุกเข้าสู่ร่างกายได้อย่างไร “เราต้องการสร้างแบบจำลองการทำนายที่สามารถสร้างพฤติกรรมเชิงคุณภาพประเภทใหม่ๆ เพื่ออธิบายการวัดผลเพิ่มเติมและกระตุ้นการทดลองใหม่ๆ” Kaplan กล่าว
“การทดลองค่อนข้างครอบคลุม แต่ได้ประโยชน์อย่างมากจากการจำลอง ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องแก้ไขสเกลเวลาที่น้อยมากในไดนามิกของการเสียรูปของเซลล์เหล่านี้ โดยพื้นฐานแล้วเราแยกแยะองค์ประกอบเหล่านั้นทั้งหมด” เขากล่าว
credit : gerisurf.com shikajosyu.com kypriwnerga.com cjmouser.com planosycapacetes.com markerswear.com johnyscorner.com escapingdust.com miamiinsurancerates.com bickertongordon.com
