Τα Κύτταρα είναι Συλλογικοί Στοχαστές

 

Τα κύτταρα, όπως και οι άνθρωποι, ψηφίζουν και λαμβάνουν αποφάσεις ως ομάδα, αναζητούν  πληροφορίες προκειμένου να λαμβάνουν ταχύτερες και καλύτερες συλλογικές αποφάσεις για τον συντονισμό της ανάπτυξης νέων αιμοφόρων αγγείων.  Οι ερευνητές συγκρίνουν σαν  να εισέρχεται  κάποιος σε ένα σκοτεινό, άγνωστο δωμάτιο και να προτείνει  τα χέρια  ψηλαφώντας τον τοίχο για ένα διακόπτη φωτός. Στην περίπτωση των κυττάρων, δημιουργούνται  μακριά «δάχτυλα» και έτσι αισθάνονται το περιβάλλον. Αυτό τους επιτρέπει να επιλέξουν γρήγορα το κύτταρο που ανιχνεύει το μεγαλύτερο σήμα  ώστε  να γίνει  ο ηγέτης {αιχμηρό κύτταρο} που προωθεί το νέο αιμοφόρο αγγείο προς τα εμπρός.

Το μόριο Α συνδέεται με τον υποδοχέα Β και προκαλεί κίνηση Γ, μια συλλογική απόφαση  με τα βήματα   το ένα δίπλα στο άλλο.  Στην αρχή αυτής της διαδικασίας, ορισμένα ενδοθηλιακά κύτταρα κατά μήκος του εξωτερικού υπάρχοντος αιμοφόρου αγγείου, μετατρέπονται σε αιχμηρά κύτταρα με  μακρές προεξοχές τύπου δακτύλου στην επιφάνεια τους, που ονομάζονται filopodia,και είναι οι πρώτες που απομακρύνονται από το υπάρχον αγγείο για να σχηματίσουν την κεφαλή του νέου, βλαστημένου αγγείου.

Πολλές πτυχές του συγχρονισμού και των αλληλεπιδράσεων των κυττάρων που εμπλέκονται σε αυτήν τη διαδικασία, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο τα ενδοθηλιακά κύτταρα αποφασίζουν ποια από αυτά θα πρέπει να γίνουν κυψελίδες, δεν είναι ακόμη κατανοητές.

Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις υπολογιστών και μελέτες εμβρύων ζέβρας, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η filopodia αρχίζει να σχηματίζεται στην κυτταρική επιφάνεια προτού δεσμευτεί να γίνει ένα κύτταρο αιχμής. Στη συνέχεια, η filopodia εκτείνεται στον περιβάλλοντα ιστό και ανιχνεύει σήματα που μπορούν είτε να προκαλέσουν το κύτταρο να γίνει ένα ακροστόμιο είτε να το αναστέλλουν. Αυτή η διαδικασία της κίνησης και της ανίχνευσης των φιλόποδων αποτελεί έναν ενεργό βρόχο ανάδρασης αντίληψης. Για να σταματήσουν τα κύτταρα  να γίνουν κύτταρα  αιχμής, τα γειτονικά στέλνουν σήματα  έτσι ώστε να ειδικεύεται μόνο ένα κύτταρο.

Εάν η επιλογή κυττάρων αιχμής πάει στραβά ή επιβραδυνθεί, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ανώμαλα δίκτυα αγγείων, περιορίζοντας τη ροή του αίματος, πράγμα που μπορεί να συμβάλλει σε ασθένειες όπως ο καρκίνος, η αμφιβληστροειδοπάθεια και η κληρονομική αιμορραγική τελαγγειεκτασία. Η μεγαλύτερη κατανόηση του τρόπου επιτάχυνσης ή αλλαγής του ρυθμού διακλάδωσης θα μπορούσε επομένως να οδηγήσει σε νέες θεραπείες που μπορούν να ρυθμίσουν την πυκνότητα των αιμοφόρων αγγείων. Αυτό θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στη δημιουργία τεχνητών οργάνων ή ιστών καθώς αυτά χρειάζονται επίσης πυκνά δίκτυα αιμοφόρων αγγείων.

Αυτό το έργο  έδωσε μια νέα προοπτική  στη διαδικασία επιλογής των κυττάρων  με filopodia, αλλά άνοιξε και την πόρτα σε νέες  ερευνητικές κατευθύνσεις  για  κατανόηση συμπεριφοράς των κυττάρων.

ΠΗΓΗ: King’s College London {Biological Sciences 08/02/2021}