Le cellule specializzate in gruppi tracciano i gradienti chimici nel loro ambiente in modo più preciso rispetto alle singole cellule, secondo i ricercatori della Purdue University.

Le cellule si uniscono per la migrazione collettiva in diversi processi, compreso lo sviluppo dell'organismo, guarigione delle ferite e metastasi del cancro. Il modo più semplice perché ciò accada è il rilevamento individuale e la risposta a un attrattivo chimico:ogni cellula misura la differenza di chemiotattico e si muove nella direzione del gradiente, mentre l'accoppiamento a corto raggio tiene unito il gruppo.

"Gli esperimenti suggeriscono che in alcuni casi, un nuovo meccanismo sta emergendo quando le cellule si uniscono rispetto a quando sono da sole. Volevamo confrontare l'accuratezza di uno di questi meccanismi emergenti con quando le cellule agiscono individualmente mentre fanno parte di un gruppo, "ha detto Andrew Mugler, un assistente professore di fisica e astronomia a Purdue. "In particolare, volevamo sapere perché avrebbero potuto sviluppare questo nuovo meccanismo:c'è qualche vantaggio?"

C'è. Le cellule che migrano come catene unidimensionali o fogli bidimensionali possono rilevare i gradienti con una precisione maggiore quando si specializzano in un gruppo piuttosto che bloccarsi insieme come individui, secondo lo studio.

Le cellule non possono percepire perfettamente le sostanze chimiche nel loro ambiente; c'è sempre qualche errore. Quando si uniscono in un gruppo, combinano le loro informazioni sensoriali, compresi gli errori. Le singole celle che lavorano insieme in un gruppo contribuiscono tutte a informazioni ed errori, ma in un gruppo con il meccanismo emergente, solo le cellule esterne sono sensoriali. Ciò significa che ci sono meno informazioni sensoriali in generale, ma anche meno errore, rendendo quel gruppo più in grado di rilevare i gradienti chimici rispetto alle loro controparti che agiscono individualmente.

Questo meccanismo emergente è anche vantaggioso perché se ogni cellula del gruppo non ha bisogno di svolgere ogni compito, esercitano meno energia svolgendo funzioni essenziali. Solo le celle alla periferia del gruppo dovrebbero lavorare per spostarlo, Per esempio.

Comprendere come funziona il rilevamento cooperativo emergente darà ai ricercatori informazioni su diversi processi biologici, comprese le metastasi del cancro, disse Mugler. Ha in programma di condurre ulteriori studi sul comportamento collettivo delle cellule.