Nowa technika obrazuje ruch neutrofili

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Neutrofile są rekrutowane do zwalczania zakażenia czy skutków urazu we wszystkich tkankach i narządach ciała, bez względu na ich komórkowy i biochemiczny skład. Naukowcy z Brown University opracowali ostatnio nową technikę, która pozwala zrozumieć, jak te komórki odpornościowe przemieszczają się w zamkniętych przestrzeniach.

Amerykanie połączyli ze sobą kieszenie hydrożelowe. Pomiędzy nimi zostawili nieco przestrzeni, w której można umieszczać neutrofile. Sytuacja ta oddaje zamknięcie w obrębie tkanki. Kamera poklatkowa mierzy, jak szybko komórki się przemieszczają, a fourierowska mikroskopia siły uciągu (ang. Fourier Traction Force Microscopy) pozwala określić siłę wywieraną przez granulocyty obojętnochłonne na otaczający żel.

Autorzy raportu z Journal of Biological Chemistry podkreślają, że tkanki są gęsto upakowanymi trójwymiarowymi przestrzeniami, które znacznie się różnią pod względem wyglądu fizycznego i elastyczności. Zespół wykazał, że neutrofile zachowują się zupełnie inaczej na płaskich powierzchniach i w zamkniętej trójwymiarowej przestrzeni. Naukowcy sądzą, że w przyszłości ich technikę będzie można wykorzystać w skryningu leków mających zoptymalizować działanie neutrofili, tak by zwalczały zakażenie w konkretnym rodzaju tkanki.

Tradycyjnie ruchy neutrofili bada się w laboratorium na dwuwymiarowych nieelastycznych powierzchniach z plastiku czy szkła. Studia te wykazały, że neutrofile przemieszczają się za pomocą przypominających ramiona wypustek (integryn). Komórka wyciąga integryny, które jak haki chwytają się powierzchni. Wycofując je, neutrofil się przesuwa.

Akademicy sądzili, że hamując integryny, można znacząco zmniejszyć zdolność komórki do przemieszczania się przez tkankę. Podejrzewali, że to dobre podejście do zwalczania chorób autoimmunologicznych, podczas których neutrofile atakują i uszkadzają zdrową tkankę.

W 2008 r. ukazały się jednak przełomowe wyniki badań, które zademonstrowały istnienie drugiego sposobu poruszania się neutrofili. Komórki z zablokowanymi integrynami mogły się nadal przemieszczać przez bardzo gęstą tkankę. Prof. Christian Franck z Brown University postanowił bliżej się temu przyjrzeć.

Na płaskich powierzchniach 2D występuje ruch zależny od integryn, lecz w złożonych materiałach 3D ma on charakter niezależny od integryn. Zadaliśmy sobie pytanie, czy możemy znaleźć system in vitro, który odtwarza ruch niezależny od integryn, bo na zwykłej szalce Petriego nie da się tego zrobić.

Za pomocą żelowego systemu, gdzie można manipulować sztywnością żelu i mikroskopu Amerykanie pokazali, że zamknięte neutrofile wywierają siłę w kilku unikatowych punktach. W dolnej części komórki generowane siły pasują do zobrazowanego wcześniej wykorzystania integryn (receptorów adhezywnych), lecz na górze komórki znajduje się kolejne źródło siły: neutrofil uciska żel za pomocą płatu jądra (ang. nuclear lobe). [Granulocyt] jest jak wspinacz odpychający się od ścian wąwozu.

By sprawdzić, czy płat jądra jest odpowiedzialny za ruch komórki bez udziału integryn, eksperyment powtórzono po chemicznej inhibicji tych białek. Okazało się, że neutrofile nadal przemieszczały się przez zamkniętą przestrzeń między żelami. Co więcej, były w stanie przesuwać się szybciej.

Fakt, że zamknięte komórki przesuwają się bez integryn szybciej, sugeruje, że choć tym razem nie odgrywają one istotnej roli w ruchu, nadal pełnią funkcję regulacyjną. W ruchu niezależnym od integryn białka te [...] regulują ruch i generowaną siłę.

« powrót do artykułu