Kroppens celler bevæger sig.
Det sker eksempelvis, når et sår skal heles, et foster bliver dannet, eller når immunforsvaret reagerer på trusler fra omgivelserne. Det kan også forekomme, når kræft udvikler sig
Nu har danske forskere fundet ud af, at de individuelle cellers bevægelser styres af instrukser fra de omkringliggende naboceller – cellerne fortæller simpelthen hinanden, hvad hverandre skal gøre og ikke gøre, så alle cellerne sammen bevæger sig i den rigtige retning.
Det er en nyopdagelse, der på sigt kan give forskere bedre forståelse af, hvorfor kroppen nogen gange ikke reagerer, som den burde.
»Cellebevægelse er en fundamental mekanisme i flercellede organismer. Hvis denne mekanisme ikke fungerer optimalt, kan der eksempelvis opstår misdannelser i fostret eller dårlig sårheling. Vores forskning kortlægger, hvordan celler opfører sig, når de er blandt andre celler. Det kan være med til at skabe en bedre forståelse af, hvad der sker, når noget går galt,« fortæller studiet ophavsmand, postdoc Søren Vedel fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.
Studiet, der snart bliver offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PNAS, udførte Søren Vedel på Stanford University som en del af sit ph.d.-arbejde ved DTU Nanotech under professor Henrik Buus.
Celler er sociale ’væsner’
Forskere har længe været interesseret i at forstå, hvordan hver enkelt celle beslutter sig for at komme fra A til B, når de er i en social kontekst blandt andre celler. For eksempel når et sår skal heles.
Denne beslutningstagen har tidligere været meget svær at aflure. Studier af enkelte cellers bevægelser i en social kontekst i sig selv er svære at udføre, da det er meget kompliceret at holde styr på hver enkelt celle blandt andre.
Dette problem har forskerne bag den nye opdagelse løst ved hjælp af en ny teknik med meget stor kontrol over de enkelte celler og deres miljø.
Her kunne Søren Vedel se, at den enkelte celles bevægelser er bestemt af kollisioner med - og signaler fra - andre celler.
»Hidtil har man forsøgt at fastslå, hvordan cellers kollektive adfærd fungerer. Tag for eksempel en negl, der vokser. Her har alle cellerne en kollektiv opførsel, der får dem til at vokse i samme retning, så neglen kan gro. Vi ville gerne finde ud af, hvordan de enkelte celler påvirker hinanden i retning af den kollektive adfærd. Dette krævede uhyre stor kontrol over forsøgsopsætningen, som vi opnåede med en helt ny teknik udviklet af professor i bioteknologi Stephen Quake fra Standford University,« fortæller Søren Vedel.
Nyt teknik banede vejen
\ Fakta
I sine forsøg har Søren Vedel benyttet fibroblast-celler (bindevævsceller) fra mus.
Den nye teknik benytter sig af såkaldte ’micro fluid devices’ der er meget små kamre, som forskerne kan kontrollere med meget stor præcision.
De kan blandt andet holde præcis kontrol med antallet af celler i de enkelte kamre, og kontrollere hvordan miljøet i kamrene ser ud.
Den ekstreme kontrol gjorde det også muligt at se på den enkelte celles adfærd, når forskerne tillod andre cellers signalstoffer at blive udskilt i kamrene – og adfærden ved forskellige koncentrationer af signalstoffer.
»Vi fandt ud af, at cellerne opfører sig anderledes, jo højere koncentrationen af celler er, og jo oftere de støder på hinanden, i forhold til celler der holdes enkelvist. Desuden kunne vi se, at cellerne udskiller kemiske signaler, som tiltrækker andre celler. Vi har dermed fundet mekanismerne i de individuelle celler, der ligger bag deres kollektive adfærd,« siger Søren Vedel.
Efterfølgende lavede Søren Vedel en fysisk baseret matematisk model, der understøttede fundene.
Mere forskning skal til
Blotlæggelsen af cellernes adfærd er første skridt på vejen mod en øget forståelse af cellernes bevægelse og bevægelsens betydning for hele organismen.
Der skal dog meget mere forskning til, før opdagelsen kan få en praktisk anvendelse.
Hidtil har forskerne kun undersøgt adfærden i én celletype. Adfærden skal også undersøges for andre celletyper, før forskerne kan konkludere om adfærden er universel.
Desuden skal resultatet også eftervises i et mere realistisk forsøg.
»Indtil videre er der ikke noget konkret på tegnebrættet. Men vi planlægger at lave et opfølgende studie, hvor vi vil følge immuncellers færden gennem et normalt væv. På den måde kan vi se, hvordan cellebevægelse koordineres og fungerer i det ’rigtige’ miljø,« fortæller Søren Vedel.
