Speziell beschichtete Oberflächen helfen Wissenschaftlern zu untersuchen, was passiert, wenn Zellhaufen auf den Kopf gestellt werden.
TSUKUBA, Japan, May 13, 2023 - (ACN Newswire) - Forscher des National Institute for Materials Science (NIMS) und Kollegen in Japan haben eine speziell beschichtete, lichtempfindliche Oberfläche entwickelt, mit deren Hilfe getestet werden kann, wie sich die Schwerkraft auf die Bewegungen der Zellen auswirkt. Die Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Science and Technology of Advanced Materials veröffentlicht wurden, könnten zu einem besseren Verständnis dessen führen, was mit Zellen bei Menschen passiert, die längere Zeit bettlägerig sind, und welche Auswirkungen die Richtung der Schwerkraft auf die Migration von Krebszellen hat.
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| Der menschliche Körper nimmt im Laufe seines Lebens viele verschiedene Positionen ein. Wissenschaftler wollten einen Weg finden um zu untersuchen, wie die Zellbewegung beeinflusst wird, wenn sich die Richtung der Schwerkraft ändert, wenn sich unsere Körperpositionen ändern Veränderung. (Bild erstellt mit Materialien aus STAM Vol.24, Issue 1, Artikel 2206525 (2023) und Canva.) |
Die speziellen Oberflächen werden hergestellt, indem Objektträger mit einer Kombination von lichtempfindlichen Molekülen beschichtet werden. Das Beleuchten eines zentralen, kreisförmigen Bereichs des Objektträgers bricht die Moleküle auf und entfernt eine beschichtungsfreie Zone, an der sich die Zellen festhalten können. Sobald sie sich in diesem Bereich stabilisiert haben, entfernen die Wissenschaftler mit Hilfe von Licht einen Bereich um den zentralen Kreis. Dies ermutigt die Zellen, sich nach außen zu bewegen, um das Quadrat zu füllen. Das Team untersuchte, was mit der Zellbewegung passiert, wenn der Objektträger aufrecht gestellt wird, wobei die Zellen oben liegen und die Schwerkraft die Zellen von oben nach unten beeinflusst. Anschließend führten sie einen ähnlichen Test durch, bei dem der Objektträger umgedreht wurde, während er auf beiden Seiten abgestützt wurde, so dass die Zellen invertiert sind und die Schwerkraftrichtung von der Unterseite der Zellen zu ihrer Oberseite verläuft.
"Wir fanden heraus, dass die Richtung der Schwerkraft die kollektive Zellmigration in der umgekehrten Position behinderte, indem sie die Anzahl der sich nach außen bewegenden Leaderzellen an den Clusterrändern reduzierte und formbildende Filamente, die aus Aktin und Myosin bestehen, so umverteilte, dass sie die Zellen gebündelt hielten", erklärt die Biomaterialforscherin Shimaa Abdellatef, Postdoktorandin am NIMS.
Die beschichteten, lichtempfindlichen Oberflächen bieten einen Vorteil gegenüber derzeit verfügbaren Methoden, die die Auswirkungen der Schwerkraft untersuchen, da sie einen physischen Kontakt mit der Oberfläche erfordern, an der die Zellen befestigt sind. Der neue Ansatz ermöglicht die Ferninduktion der Zellmigration.
"Wir planen, unseren Ansatz anzuwenden, um die Reaktionen von Krebszellen auf die Richtung der Schwerkraft zu analysieren", sagt NIMS-Nanowissenschaftler Jun Nakanishi, der die Studie leitete. "Wir erwarten, Unterschiede zwischen gesunden und kranken Zellen zu finden, die wichtige Informationen über das Fortschreiten von Krebs bei bettlägerigen Patienten liefern könnten."
Weitere Informationen
Jun Nakanishi
Nationales Institut für Materialwissenschaften (NIMS)
Email:NAKANISHI.Jun@nims.go.jp
Shimaa A. Abdellatef
Nationales Institut für Materialwissenschaften (NIMS)
E-Mail: ABDELALEEM.shimaa@nims.go.jp
Papier: https://doi.org/10.1080/14686996.2023.2206525
Über Science and Technology of Advanced Materials (STAM)
Die Open-Access-Zeitschrift STAM veröffentlicht herausragende Forschungsartikel zu allen Aspekten der Materialwissenschaften, einschließlich Funktions- und Strukturmaterialien, theoretischen Analysen und Eigenschaften von Materialien. https://www.tandfonline.com/STAM
Dr. Yasufumi Nakamichi
STAM-Verlagsleiter
E-Mail: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp
Pressemitteilung von Asia Research News für Wissenschaft und Technologie fortschrittlicher Materialien.
Quelle: Wissenschaft und Technologie fortschrittlicher Werkstoffe
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