Zo weten cellen waar ze zijn

19 juli 2017 door SST

De stijfheid en de flexibiliteit van de structuurmatrix in ons lichaam loopt sterk uiteen, zelfs op micrometerschaal. Cellen moeten daardoor continu bewegen en zich vervormen om te weten waar ze precies zijn.

Computermodellen tonen hoe cellen hun positie kunnen voelen.

Net zoals insecten gebruiken ook onze lichaamscellen voelsprieten om hun directe omgeving af te tasten. Deze bestaan uit plakkerige eiwitten die uit de buitenste celwand steken en reiken naar vezels van bijvoorbeeld de extracellulaire matrix – het raamwerk dat onze organen en weefsels op hun plaats houdt en ervoor zorgt dat cellen kunnen groeien, delen en differentiëren. Eerder was al bekend dat deze ‘voeleiwitten’ in staat zijn om de elasticiteit of stijfheid van de omgeving te meten. Maar in welke mate ze dan kunnen, en wat cellen precies met deze informatie doen, dat was onduidelijk.

Amerikaanse wetenschappers zijn nu toch ietsje meer te weten gekomen over wat die voeleiwitten precies doen. Ze deden dan met behulp van een ingewikkeld computermodel waarin ze het reilen en zeilen simuleerden van een gewone lichaamscel gevangen in een dichte ‘jungle’ van collageeneiwitten (de structuurmatrix in onze huid, spieren en beenderen) én in een fibrinenetwerk (het eiwitnetwerk waaruit onder andere bloedklonters bestaan).

De simulatie liet er geen twijfel over bestaan: zowel het collageen- als het fibrinenetwerk bleek zeer stijve als zeer elastische vezels te bevatten (en alle gradaties daartussenin). Bovendien konden de stijve regio’s zich vlakbij de buigzame bevinden, met slechts enkele micrometer afstand ertussen.

Conclusie: één enkele cel kan op hetzelfde moment met verschillende voeleiwitten zowel stijve als elastische vezels aanraken, waardoor de informatie over in welk weefsel ze zich bevindt nogal onduidelijk wordt. Om een juist beeld te krijgen van hun omgeving – en alles wijst erop dat dit gebeurt – moeten cellen dus voortdurend bewegen en zich ook kunnen vervormen (zich uitrekken bijvoorbeeld). Een onbeweeglijke cel heeft er het raden naar.