Durante lo sviluppo embrionale, le cellule comunicano tra loro attraverso una varietà di segnali chimici. Questi segnali dicono alle cellule quando dividersi, quando differenziarsi e quando muoversi. La precisa coordinazione di questi processi cellulari è essenziale per la corretta formazione di un embrione.
Tuttavia, la complessità della comunicazione cellulare durante lo sviluppo embrionale ha reso difficile per gli scienziati comprenderne il funzionamento. Il nuovo quadro matematico sviluppato dai ricercatori di Berkeley fornisce un modo per semplificare e analizzare questa complessità.
Il quadro si basa sull'idea che la comunicazione cellulare può essere rappresentata come una rete di interazioni. In questa rete, ogni cella è rappresentata da un nodo e le interazioni tra le celle sono rappresentate da bordi. La forza di ciascuna interazione è rappresentata da un peso.
Analizzando la struttura di questa rete, i ricercatori sono riusciti a identificare le caratteristiche chiave essenziali per lo sviluppo embrionale. Hanno scoperto che la rete è altamente interconnessa, con ogni cellula che interagisce con molte altre cellule. Hanno anche scoperto che la rete è organizzata in moduli, o gruppi di cellule, che interagiscono più fortemente tra loro che con le cellule di altri moduli.
Questi risultati suggeriscono che la comunicazione cellulare durante lo sviluppo embrionale è altamente coordinata e che i difetti in questa coordinazione possono portare a difetti dello sviluppo. Il nuovo quadro matematico fornisce agli scienziati uno strumento per studiare questi difetti e sviluppare potenziali terapie.
"Il nostro quadro fornisce un modo per comprendere come le cellule comunicano per formare un embrione", ha affermato l'autore principale dello studio, il dottor Boris Ryvkin. "Questa comprensione potrebbe aiutarci a identificare le cause dei difetti dello sviluppo e a sviluppare nuovi modi per prevenirli".
I ricercatori intendono utilizzare il loro nuovo quadro per studiare una varietà di difetti dello sviluppo, inclusi difetti congeniti e cancro. Sperano che il loro lavoro porti a nuove conoscenze su queste malattie e a nuovi trattamenti per loro.
