Le cellule svolgono costantemente piccoli compiti come riparare le ferite. Esercitano forza cambiando forma. Ma come fanno le cellule a tradurre la loro forma nell'esercitare una forza in una direzione specifica? I fisici sperimentali e teorici dell'Università di Leiden hanno ora trovato un indizio per rispondere a questa domanda. Le forme delle celle risultano approssimate dagli archi di un'ellisse. La ricerca è stata pubblicata su Lettere di revisione fisica il 29 ottobre.

Supponi di inciampare sul marciapiede e di procurarti una piccola ferita da abrasione sul gomito. cosa fai? Forse dovresti disinfettarlo, ma per il resto:lascia stare. Prima di avere la possibilità di pensarci, milioni di cellule di fibroblasti hanno già iniziato il processo di guarigione. Tra l'altro, chiudono i piccoli spazi nella pelle tirando insieme i tessuti. Le cellule svolgono questo lavoro, come tutti gli altri loro lavori, cambiando la loro forma. Consente loro di esercitare la forza e di percepire l'ambiente circostante. Le persone in realtà fanno la stessa cosa:cambiano la postura mentre riparano una gomma o cercano la sveglia al buio. Ma come fanno le cellule a tradurre la loro forma nell'applicazione di una forza in una direzione specifica? Una collaborazione di fisici sperimentali e teorici dell'Università di Leiden riporta ora una risposta a questa domanda. Il gruppo, guidati da Luca Giomi e Thomas Schmidt, scoperto che la forma delle cellule può essere ben approssimata con segmenti di una particolare ellisse.

Il gruppo sperimentale di Schmidt ha ripreso il citoscheletro di una cellula di fibroblasti (vedi figura) per ottenere un'istantanea della sua forma. Il citoscheletro è un materiale gelatinoso costituito da piccole fibre contrattili che consentono contemporaneamente alle cellule di mantenere la loro integrità strutturale ed esercitare forze. Nel frattempo, il gruppo teorico di Giomi eseguì calcoli per scoprire che le forme sinuose attorno al bordo della cella sono parti di una stessa ellisse. In precedenza si presumeva che queste forme facessero parte di cerchi, un'ipotesi che vale ancora per le celle meno mobili. La forza della forza contrattile delle cellule determina l'eccentricità o la snellezza dell'ellisse. Quando i ricercatori hanno tracciato un'ellisse sull'immagine reale, la loro teoria si è rivelata valida sperimentalmente. Cosa c'è di più, il semiasse maggiore dell'ellisse punta sempre nella stessa direzione delle fibre del citoscheletro, anche in accordo con la teoria.

"I cerchi non hanno direzione, ma le ellissi sì, ", afferma il dottorando e co-autore Koen Schakenraad. "Quindi abbiamo trovato un indizio per spiegare il senso di direzione di una cellula". La scoperta è importante principalmente per la scienza fondamentale. Tuttavia, a lungo termine, il campo di ricerca potrebbe fornire spunti vitali al settore medico. Schakenraad:"Per esempio, un grosso problema con il cancro è la metastasi. Se comprendiamo come le metastasi abbiano un senso dell'orientamento durante la diffusione, questo potrebbe fornire alcune informazioni sulla ricerca sul cancro".