Solujen tartuntaelimet estävät niiden liukumisen
Communications Biology -tiedelehdessä julkaistut tutkimustulokset tuovat uutta tietoa siitä, kuinka solut kiinnittyvät tai liikkuvat – nämä mekanismit ovat ihmisen elimien toiminnassa olennaisia, mutta liittyvät myös etäpesäkkeitä tuottaviin syöpäkasvaimiin.
Varmistaakseen ihmisen elossa pysymisen jokainen solu toimii tietyllä tavalla yhteistyössä naapurisolujensa kanssa. Tässä dynaamisessa järjestelmässä solujen liikkuminen ja kiinnittyminen oikeaan paikkaan ovat olennaisen tärkeitä.
Kuinka solut onnistuvat järjestäytymään niin, että ne sopivat yhteen toistensa kanssa? Tutkijat ovat kauan uskoneet, että solut viestivät pääasiassa kemiallisten signaalien, kuten hormonien avulla. Viimeaikaiset löydökset antavat kuitenkin viitteitä siitä, että mekaanisilla signaaleilla on merkittävä rooli solujen koordinaatiossa.
— Mekaanisten viestien merkitys tunnetaan vielä puutteellisesti, luultavasti ne ovat keskeisen tärkeitä kudosten ja yksittäisten solujen toiminnan säätelyssä, toteaa professori Vesa Hytönen Tampereen yliopistosta.
— Tästä syystä aloimme tutkia solujen kykyä tulkita fysikaalista ympäristöään ja vastata ympäristön viesteihin, selittää professori Bernhard Wehrle-Haller Geneven yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan solufysiologian ja metabolismin yksiköstä.
— Tämä tieto voisi auttaa meitä ymmärtämään, kuinka syöpäsolut käyttävät näitä mekanismeja tunkeutuakseen muihin elimiin ja muodostaakseen etäpesäkkeitä.
Mekaaniset viestit muuttuvat biologisiksi viesteiksi
Kun solun täytyy liikkua, se tunnistaa ympäristönsä pinnallaan olevien proteiinien, integriinien avulla. Kun solu havaitsee sopivan paikan, fokaaliadheesioksi kutsuttu monimutkainen proteiinien verkosto alkaa muodostaa soluun kiinnittymiskohtia, joilla solu ankkuroituu ympäristöönsä.
— Halusimme ymmärtää, mikä tätä kiinnittymismekanismia säätelee, kertoo tutkija Marta Ripamonti, joka työskentelee professori Wehrle-Hallerin laboratoriossa ja on tutkimusartikkelin ensimmäinen kirjoittaja.
Tutkijat onnistuivat ratkaisemaan ongelman tutkimalla paksilliinia, joka on yksi monista kiinnittymiskohtien muodostamiseen osallistuvista proteiineista. Tampereen yliopistossa väitöskirjaansa valmisteleva Latifeh Azizi tarkasteli paksilliinin vuorovaikutuksia biosensoritekniikan avulla. Hän havaitsi paksilliinin vuorovaikuttavan taliini-proteiinin kanssa.
— Tiesimme, että tällä proteiinilla on merkitystä fokaaliadheesioiden synnyssä, mutta emme odottaneet sen olevan näin tärkeä tekijä, professori Wehrle-Haller kertoo innostuneena.
Ilman toiminnallista paksilliinia solut eivät pysty kiinnittymään, vaikka niiden ympäristö olisikin oikea. Paksilliini myös informoi solua siitä, että kiinnittyminen on onnistunut ja muuttaa näin mekaanisen vastauksen biologiseksi merkiksi, jonka solu pystyy ymmärtämään.
Voidaanko etäpesäkkeitä ehkäistä estämällä solun tarttumisrakenteiden synty?
Tutkimuksessa tehdyt in vitro -kokeet tuovat esiin paksilliinin keskeisen roolin terveiden solujen liikkumisessa ja kiinnittymisessä, mutta ne voisivat myös olla lähtökohtana syövän kehittymisen parempaan ymmärtämiseen.
— On todennäköistä, että syöpäsolut käyttävät paksilliinia löytääkseen paikan, joka kasvattaa niiden mahdollisuutta pysyä elossa. Olisiko mahdollista estää tämä mekanismi syöpäsoluissa ja ehkäistä etäpesäkkeiden muodostuminen? Kyllä, uskomme että näin on, Wehrle-Haller sanoo.
Ripamonti, M., Liaudet, N., Azizi, L. Daniel Bouvard, Vesa P. Hytönen & Bernhard Wehrle-Haller: Structural and functional analysis of LIM domain-dependent recruitment of paxillin to αvβ3 integrin-positive focal adhesions. Commun Biol 4, 380 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42003-021-01886-9
Lisätietoja:
Solu- ja molekyylibiologian professori Vesa Hytönen, vesa.hytonen [at] tuni.fi
Kuva: Geneven yliopisto
