Celler i kroppen gir hverandre kommandoer

Forskere har funnet ut hvordan celler snakker sammen. Resultatene kan få stor innflytelse på hvordan vi forstår fosterdannelse, kreftutvikling, sårheling og immunrespons.

Published
Når celler i kroppen skal utføre en kollektiv oppgave, så snakker de sammen med kjemiske signaler. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)
Når celler i kroppen skal utføre en kollektiv oppgave, så snakker de sammen med kjemiske signaler. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)

Fakta

I sine forsøk har Søren Vedel benyttet fibroblastceller (bindevevsceller) fra mus.

Cellene i kroppen beveger seg. Det skjer for eksempel når et sår skal leges, et foster blir dannet, eller når immunforsvaret reagerer på trusler fra omgivelsene. Det kan også skje når det oppstår kreft

Nå har danske forskere funnet ut at de individuelle cellenes bevegelser styres av instrukser fra nabocellene. De forteller hverandre hva som skal skje, slik at de sammen beveger seg i riktig retning.

Det er en ny oppdagelse som på sikt kan gi forskere bedre forståelse av hvorfor kroppen noen ganger ikke reagerer som den skal.

Cellebevegelse er en fundamental mekanisme i flercellede organismer. Hvis ikke denne mekanismen fungerer optimalt, kan det oppstå misdannelser i fosteret eller dårlig sårheling.

- Forskningen vår kartlegger hvordan celler oppfører seg sammen med andre celler. Det kan være med på å skape en bedre forståelse av hva som skjer når noe går galt, forteller postdoktor Søren Vedel fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Studien, som er offentliggjort i tidsskriftet PNAS, utførte Søren Vedel på Stanford University som en del av PhD-arbeidet sitt ved DTU Nanotech.

Celler er sosiale

Forskere har lenge vært interessert i å forstå hvordan hver enkelt celle bestemmer seg for å komme fra A til B når de er i sosial sammenheng med andre celler, for eksempel når et sår skal leges.

Dette har vært et mysterium for forskerne. Det har vært for vanskelig å holde rede på hver enkelt celle når man skal studere fenomenet.

Forskerne bak den nye oppdagelsen har brukt en ny teknikk med svært stor kontroll over cellene og miljøet deres. De kunne se at den enkelte cellens bevegelser er bestemt av kollisjoner med – og signaler fra – andre celler.

– Hittil har man forsøkt å fastslå hvordan cellers kollektive atferd fungerer. Når en negl vokser, har alle cellene en kollektiv oppførsel som får dem til å vokse i samme retning. Vi ville finne ut hvordan de enkelte cellene påvirker hverandre i retning av den kollektive atferden.

- Dette krevde uhyre stor kontroll over forsøket, noe vi fikk til med en helt ny teknikk utviklet av professor Stephen Quake fra Standford University, forteller Vedel.

Ny teknikk banet vei

Den nye teknikken benytter seg av såkalte «micro fluid devices» som er svært små kamre som forskerne kan kontrollere med stor presisjon.

De kan blant annet holde nøyaktig kontroll med antallet celler i de enkelte kamrene, og kontrollere miljøet i kamrene.

Den ekstreme kontrollen gjorde det også mulig å se på den enkelte cellens oppførsel når forskerne introduserte signalstoffer i kamrene – og atferden ved forskjellige konsentrasjoner av signalstoffene.

– Vi fant ut at cellene oppfører seg annerledes, jo høyere konsentrasjonen av celler er, og jo oftere de støter på hverandre. Dessuten kunne vi se at cellene skiller ut kjemiske signaler som tiltrekker andre celler. Vi har dermed funnet mekanismene i de individuelle cellene som ligger bak den kollektive atferden, sier Vedel.

Senere laget Vedel en matematisk modell som støttet funnene.

Mer forskning må til

Forskerne har nå tatt et viktig skritt på veien mot forståelsen av hvordan cellene beveger seg og hva det betyr for organismen som helhet.

Det vil imidlertid kreve mye mer forskning før oppdagelsen kan få en praktisk bruk.

Hittil har forskerne bare undersøkt atferden i én celletype. Atferden må også undersøkes i andre celletyper før forskerne kan konkludere om den er universell.

Dessuten må resultatet påvises i et mer realistisk forsøk.

– Inntil videre er det ikke noe konkret på tegnebrettet. Men vi planlegger en studie hvor vi vil følge immuncellers ferd gjennom et normal vev. På den måten kan vi se hvordan cellebevegelse koordineres og fungerer i det «riktige» miljøet, forteller Vedel.

Referanse:

Søren Vedel mfl: Migration of cells in a social context. PNAS,  18.12.12 doi/10.1073/pnas.1204291110 Sammendrag

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.