Solujoukot liikkuvat ryöpyissä

Kun ihminen saa haavan ja se alkaa parantua, solujoukot alkavat liikkua elimistössä kohti haavaa. Solujen sisäiset aktiiviset voimat ohjaavat soluja vapaana olevan tilan täyttämiseksi. Solujen liikkumista eli migraatiota tapahtuu muulloinkin kuin paranemisen yhteydessä. Solut liikkuvat yhdessä, kollektiivisesti, myös syövän invaasiossa. Kudoksen muodostuminen alkion kehitysvaiheessa edellyttää solujen organisoitua liikkumista tiettyihin paikkoihin. Yleisesti ottaen solujen migraatio on keskeinen osa monisoluisten eliöiden kehitystä ja elossapysymistä.

Aalto-yliopiston ja Milanon yliopiston tutkijat sekä heidän tutkijakumppaninsa ovat havainneet tutkimuksessaan, että solujen liikkeen aiheuttavat vuorottelevat aktiivisuusryöpyt. Sitä voidaan kuvailla yleisillä skaalauslaeilla, jotka ovat samankaltaisia kuin muissa ulkoisen voiman pakottamissa, ei-biologisissa järjestelmissä.

– Tuloksemme osoittavat, että elävissä järjestelmissä esiintyy yleisiä epätasapainoisia kriittisiä vaihteluja, jotka johtuvat solujen keskinäisestä vuorovaikutuksesta. Ne liittyvät yleensä ulkoisesti ohjattuun elottomaan aineeseen, toteaa Oleksandr Chepizhko, Aalto-yliopiston tutkijatohtori.

Tutkijat osoittivat solujen kollektiivisen migraation ja irrottautumisen yhdenmukaisuuden havannoimalla laajasti esiintyviä aktiivisuusryöppyjä erityyppisten solujen kollektiivisessa migraatiossa eri kasvualustoilla ja koeoloissa. Tämän jälkeen he vertailivat koetuloksia aktiivisten hiukkasten laskennallisen mallin simulaatioihin. Tutkijat havaitsivat, että kaikissa näissä tapauksissa ryöppyjen tilastolliset ominaisuudet noudattivat yleisiä skaalauslakeja, jotka ovat määrällisesti samanlaisia kuin ohjatuissa häiriintyneissä järjestelmissä.

Solujen migraation aikana tapahtuvilla virheillä voi olla vakavat seuraukset. Virheet voivat aiheuttaa esimerkiksi verisuonisairauden, metastaasin tai kasvaimen. Niistä voi aiheutua myös älyllistä jälkeenjääneisyyttä. Kun solujen liikkumismekanismit tunnetaan paremmin, voidaan kehittää uusia hoitoja esimerkiksi invasiivisten kasvainsolujen hallintaan.

Kuva (yllä): Näin solut liikkuvat. He-La-solut – vanhin ja yleisimmin käytetty ihmisen solulinja – kollageenikasvualustassa: etuosan aikakehitys kokeen ensimmäisen kuvan päällä. Kuva: Oleksandr Chepizhko, Aalto-yliopisto

Tutkimusartikkeli: Oleksandr Chepizhko et al.: Bursts of activity in collective cell migration. PNAS 2016. DOI 10.1073/pnas.0709640104