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    La scoperta getta nuova luce su come si muovono le cellule

    Immagine di uno strato di cellule che mostra le periferie cellulari (verde), nuclei (blu), e fibre di actina che generano trazione (magenta). Credito:Notbohm Research Group

    Quando ci tagliamo la pelle, gruppi di cellule si precipitano in massa sul sito per guarire la ferita.

    Ma i complicati meccanismi di questo movimento cellulare collettivo, facilitati dai riarrangiamenti tra ogni cellula e le sue vicine, hanno reso difficile per i ricercatori decifrare cosa lo stia effettivamente guidando.

    "Se riusciamo a comprendere i fattori chiave che causano la migrazione cellulare, allora potremmo forse sviluppare nuovi trattamenti per accelerare la guarigione delle ferite, "dice Jacob Notbohm, un assistente professore di ingegneria fisica presso l'Università del Wisconsin-Madison.

    Notbohm e il dottorando Aashrith Saraswathibhatla hanno recentemente fatto una scoperta sorprendente che getta nuova luce su come avviene questa migrazione cellulare collettiva. Hanno dettagliato le loro scoperte oggi nella rivista Revisione fisica X .

    Attraverso esperimenti, hanno scoperto che la forza che ogni cellula applica alla superficie sottostante, in altre parole, trazione:è il fattore fisico dominante che controlla la forma e il movimento delle cellule mentre le cellule viaggiano in gruppo.

    Notbohm afferma che questa scoperta inaspettata fornisce una nuova interpretazione dei recenti modelli teorici.

    I ricercatori sanno che la forma delle cellule gioca un ruolo importante nel modo in cui si riorganizzano e migrano collettivamente. Per esempio, le celle circolari impacchettate insieme all'interno di un singolo strato non possono facilmente scambiare posizioni con le celle vicine; pensa di essere bloccato spalla a spalla in una grande folla dove è impossibile muoversi.

    D'altra parte, le cellule che hanno forme più allungate possono facilmente scivolare oltre i loro vicini.

    Credito:Università del Wisconsin-Madison

    "Queste celle lunghe e sottili possono essere imballate in infinite configurazioni, quindi è molto facile per loro riorganizzare. Che facilita il moto del collettivo, "dice Notbohm.

    Poiché le celle allungate hanno perimetri maggiori, la maggior parte dei modelli al computer ha previsto che le forze alla periferia di ogni cellula sono le più importanti per determinarne la forma.

    Notbohm e Saraswathibhatla hanno deciso di testare questa teoria in laboratorio.

    I loro esperimenti hanno utilizzato l'imaging fluorescente per valutare le forze alla periferia di ciascuna cellula in un singolo strato di cellule epiteliali, un tipo di cellule che rivestono le superfici del corpo come la pelle e i vasi sanguigni. Hanno anche posizionato le cellule su una superficie di gel morbido e hanno analizzato come il gel si deformava mentre le cellule migravano attraverso di esso. Il test del gel ha permesso loro di quantificare la trazione, o con quanta forza le cellule hanno tirato sulla superficie.

    Inoltre, hanno usato sostanze chimiche per diminuire o aumentare le forze prodotte da ciascuna cellula e hanno studiato gli effetti di tali cambiamenti.

    Alla fine, Notbohm dice che i loro esperimenti hanno dimostrato che, infatti, la forza che una cellula applica alla superficie sottostante ne controlla principalmente la forma.

    "Questo è stato abbastanza sorprendente perché i fattori chiave che influenzano il perimetro di una cellula sono al di sotto della cellula. Non sono neanche lontanamente vicino alla periferia della cellula, " lui dice.

    E adesso, possono concentrarsi su ciò che è importante. Guardando l'interfaccia cellula-substrato, Notbohm spera di consentire ulteriori progressi in questo settore.

    "La buona notizia è che il fenomeno generale dei modelli è ancora corretto. Questa scoperta cambia solo la nostra comprensione della teoria, " dice. "Questo è molto importante, perché per sviluppare eventualmente un nuovo intervento per accelerare la guarigione delle ferite è necessario comprendere i fattori chiave nella cellula che ne influenzano la forma e il movimento".


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