Processen genom vilken celler kan känna av sin miljö regleras av kraftdetektering. Detta är huvudslutsatsen av en studie publicerad i tidskriften Natur , ledd av teamet Pere Roca-Cusachs, lektor från Institutionen för biomedicin och huvudforskare vid Institutet för bioteknik i Katalonien (IBEC).

"I denna forskning, vi bestämde hur celler upptäcker positionen för molekyler (eller ligander) i sin omgivning med nanometerprecision, " säger Roca-Cusachs. "När liganderna går samman, celler applicerar en kraft de kan upptäcka. Eftersom denna kraft beror på ligandens rymdfördelning, detta gör det möjligt för celler att känna av sin omgivning. Detta skulle vara detsamma som att känna igen någons ansikte i mörkret genom att röra vid deras ansikte med dina händer."

Interaktion mellan celler och deras ligander (cellens mikromiljö) är avgörande för att upprätthålla vävnadsfunktion, och upptäckten av förändringar i cellmiljön är väsentlig i alla situationer där det pågår vävnadsremodellering, såsom embryonal utveckling, tumörproliferation eller läkning av ett sår.

"Beroende på denna cellkraftsfördelning, det kan påverka aktiveringen av genetisk transkription, ett fenomen som avgör vilka gener som uttrycks, säger Roger Oria, första författare till studien och Ph.D. student vid UB i Dr Roca-Cusachs laboratorium.

Med denna djupare kunskap om hur celler upptäcker sin omgivning, forskare bevisade att genom att ändra förhållandena i cellens miljö (styvhet och distribution av de ligander som skapar den extracellulära matrisen), de kan kontrollera cellens adherensrespons, och till och med definiera ett intervall inom vilket cellen vidhäftar. Detta resultat, säger Roca-Cusachs, kan vara viktigt i tumörprocesser, eftersom större stelhet är relaterad till en högre aktivering av onkogener.

Forskare har känt till att celler kan uppfatta rumslig och fysisk information på nanoskala. Faktiskt, man trodde att de kunde mäta avstånd, och därför hade folk antagit en hypotes om existensen av någon mönstermolekyl som kunde bidra till denna process. Enligt IBEC-UB-forskaren, denna studie motsätter sig denna hypotes, eftersom det visar att celler känner av sin omgivning mer än att se dem.

Forskarna utvecklade gelsubstrat med låg styvhet till vilka ett mönster av guldnanosfärer täckta av ett protein fästes, som kontrollerade dess separation. Cellen känner igen dessa nanosfärer som en ligand, så forskare kan mäta hur celler reglerar kraftfördelningen och antalet ligander som de vidhäftar med avseende på deras densitet.