Kötü huylu hastalıkların nasıl yayıldığını anlamaya yardımcı olabilecek bir araştırma, damlaların ıslanmasını açıklamak için geliştirilen bir modelin, bir yüzeyin sertliğindeki farklılıkların neden olduğu hücre göçünü de tanımlayabileceğini ortaya koyuyor.
Embriyoların büyümesi, bağışıklık sistemimizin faaliyeti ve kanserin yayılması, hücre göçü ile beslenir. Başka bir deyişle hücre hareketi de diyebiliriz. Hücrelerin üzerinde hareket ettiği yüzeyin sertliği gibi mekanik sinyaller bu göçü etkileyebilir.
Durotaksi Nedir?
Bilim insanları tarafından uzun zamandır durotaksi olarak bilinen bu durumda, bazı hücreler daha sert ortamlara doğru hareket eder. Tek tek hücreler hareket etmese bile hücre grupları da durotaksiye girebilir. Bu tepkinin nedenleri akademisyenler tarafından hala çoğunlukla bilinmemektedir.
Son bulgular, yüzey geriliminin kolektif durotaksinin arkasındaki birincil güç olabileceğini göstermektedir ki bu, malignitelerin gelişimini anlamak için önemli olabilecek bir keşiftir.
İnsanlara benzer şekilde, hücreler hareket ederken daha sert yüzeylerde çekiş gücü oluşturması kolay olmaktadır. Bu modelin, bir yüzeyin daha sert bir kısmını kaplayan hücreler daha kolay hareket ettiğinde ve bir kümenin geri kalanını kendileriyle birlikte çektiğinde, kolektif durotaksinin arkasındaki itici güç olduğu varsayılmaktadır.
Barselona Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Macià Esteve Pallarès, Barselona Üniversitesi’nden Irina Pi-Jaumà ve çalışma arkadaşları bu teoriyi test etmek için kanser hücresi kümelerinin çeşitli sertlikteki yüzeyler üzerindeki hareketini inceledi.
Kümelerin hızının başlangıçta artan yüzey sertliği ile yükseldiğini, zirve yaptığını ve ardından düşmeye başladığını gözlemlediler. Buna ek olarak, kümelerin yüzeye bağlı olarak şekil değiştirdiğini fark ettiler: daha yumuşak yüzeylerdekiler su damlaları hidrofilik yüzeyleri ıslattığında oluşan düz kreplere benzerken, daha sert yüzeylerdekiler hidrofobik yüzeyleri ıslatan küresel su damlalarına benziyordu.
Her bir hücrenin üretebileceği çekiş kuvveti miktarının fiziksel bir sınırı vardır, bu nedenle bir noktada hız artışı duracak ve ya dengelenecek ya da düşecektir. Yüksek sertlikteki yüzeyler için görülen bu plato hız davranışı, mevcut modellerin öngörüleriyle tutarlıdır. Ancak kümenin şekli modeller tarafından öngörülmemektedir.
Pallarès, Pi-Jaumà ve meslektaşları, küme formları ve damla şekilleri karşılaştırılabilir olduğu için neler olup bittiğini anlayıp anlayamayacaklarını görmek amacıyla damlalar için oluşturulan teorilere baktılar.
Ekip, bir yüzeydeki sıvı damlanın temas açısını damlanın yüzey gerilimine bağlayan Young-Dupré denkleminin “aktif” bir versiyonuna dayanarak sistemin davranışı için bir model oluşturdu. Bu aktif varyantta, küme, etkili bir yüzey gerilimine neden olan ve alt tabaka ile temas açısını kontrol eden hücrelerden gelen karşıt çekiş ve büzülme basınçlarına maruz kalır. Araştırmacılar, modellerini kullanarak deneysel olarak gözlemlenen küme şekillerini kopyalayabileceklerini gösterdiler.
Bilim insanlarına göre bu sonuç, hücre-hücre iletişiminin karmaşıklığını hesaba katmadan, ıslatma çerçevesi kullanarak hücre göçünü modellemenin mümkün olduğunu gösteriyor. Çalışmanın yazarlarından Barselona Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Xavier Trepat şöyle diyor: “Önerdiğimiz şey, hücre biyolojisi alanında tanımlanan bu mekanizmanın, durotaksisin, ıslatma fiziği kullanılarak tam olarak açıklanabileceği veya hesaba katılabileceğidir.”
Portekiz’deki Instituto Gulbenkian de Ciência’da morfogenez mekanizmalarına odaklanan bir araştırmacı olan Elias Barriga, bu çalışmanın durotaksisin altında yatan mekanizmalar hakkındaki bilgilerimizi geliştirdiğini savunuyor. Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nden matematiksel biyolog Roeland Merks ise “Bu son derece mükemmel bir çalışma” diye ekliyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/4
