Для раковых клеток описан обратный дуротаксис

Дуротаксис — миграция клеток в область среды с большей жесткостью — хорошо изучен и играет важную роль как в развитии организма, так и в инвазии раковых клеток. Оставалось неясным, может ли индивидуальная клетка мигрировать в более мягкую область. Международная группа ученых использовала градиенты жесткости, чтобы описать так называемый обратный дуротаксис — движение в более мягкие области — и проанализировать молекулярный механизм этого процесса.

Клетки глиобластомы человека U-251MG высевали на полиакриламидный гидрогель с градиентом жесткости 0,5–22,0 кПа (физиологические условия). Со временем клетки мигрировали из областей с большей жесткостью в области с меньшей жесткостью. Впрочем, в самых мягких областях также оставалось мало клеток, то есть они мигрировали в область с оптимальной жесткостью с помощью обратного и прямого дуротаксиса. Авторы показали, что это происходило не благодаря пролиферации клеток. Результаты подтвердили на гидрогеле с двумя областями —8 и 15 кПа. Клетки скапливались в области 8 кПа.

Обратный дуротаксис не коррелирует с механочувствительным сигналингом. Так, фосфорилирование MLC2, FAK и ERK не изменялось в гидрогеле с тремя областями жесткости — 0,5, 8,0 и 50,0 кПа. Оказалось, что этот тип движения можно объяснить с помощью модели мотор-сцепление. Так, при понижении числа моторов оптимальная жесткость субстрата повышалась. Обработка клеток U-251MG веществом H-1152 — ингибитором ROCK 1/2 — снижала обратный дуротаксис, а клетки локализовались в более жестких областях.

Нокдаун экспрессии talin-1 и talin-2 в клетках MDA-MB-231 приводил к снижению прямого дуротаксиса и обращению направления движения к менее жестким областям. Такие клетки, как и U-251MG, лучше двигаются в субстратах со средней жесткостью. Они мигрируют с помощью прямого и обратного дуротаксиса, пока не найдут оптимальную область. Авторы считают, что этот процесс поможет объяснить, например, как раковые клетки выбираются их жесткого ядра опухоли. По словам профессора Иоанны Иваска из Университета Турку, одного из авторов исследования, ученые думают назвать обратный дуротаксис «моллитаксисом», движением к мягкому.