Ny metode til undersøgelse af kroppens cellebindinger
Opdagelsen af en ny metode til undersøgelse af cellebindinger giver mulighed for på længere sigt at udvikle metoder til at identificere og forhindre de faktorer, der er involveret i dannelse af kræftmetastaser.
Epithel er et cellelag, som beklæder en organismes overflader, og da disse spiller en stor rolle inden for lægevidenskaben, forsker mange i epitheller. Et forskerhold fra Aarhus Universitet har valgt at koncentrere sig om at undersøge bindingen (adhæsionen) mellem epithelceller og at bestemme den fysiske størrelse af de forbindelser, der findes mellem epithelceller. Bindingen mellem celler er vigtig for at opretholde den selektive barriere et epithelvæv danner, således at kroppens ligevægt (homeostasis) opretholdes.
Kræftceller fra epithelvævet er afhængige af at slippe bindingen til nabocellerne for at kunne migrere og danne tumorer et andet sted i kroppen – de såkaldte metastaser – og det er derfor vigtigt at forstå bindingerne mellem cellerne, og hvad der skal til, for at de slipper hinanden. Forskerne er nu nået endnu et vigtigt skridt til at forstå bindingen mellem disse celler. På længere sigt håber forskerne, at deres system kan bruges til at undersøge faktorer, der er involveret i dannelse af kræftmetastaser, således at man kan forhindre disse.
Resultaterne er netop publiceret i det internationalt anerkendte tidsskrift NANO letters af forskere fra Interdisciplinary NanoScience Centre og Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet.
Beskrivelse af projektet
Epithelvæv findes langs alle kroppens overflader og udgør derfor grænsefladen mellem ydre og indre. En vigtig parameter for opretholdelsen af et epithelvæv er, at epithelcellerne danner en selektiv barriere, hvilket sikrer, at cellen selv kan regulere, hvilke stoffer der får lov at passere epithelbarrieren og dermed komme ind og ud af kroppen.
Bindingerne mellem cellerne består af forskellige cellulære strukturer, herunder ”adherens junctions ” som udgøres af et protein kaldet E-cadherin, som kan binde til andre E-cadherin proteiner på naboceller, hvorved celle-celle kontakt etableres.
Forskerne har undersøgt bindingen af epithelceller til overflader, hvorpå E-cadherin blev koblet i cirkulære nanostrukturer med en veldefineret diameter. Disse overflader er udviklet på iNANO Centret og er fremstilles ved en teknik, der kaldes ”kolloidal lithografi”.
Ved kobling af proteiner til en vandskyende guldoverflade opnås nanostrukturer bestående af cirkler, hvortil E-cadherin er bundet, mens de omgivende regioner er coated med et celleafvisende stof. Dette sikrer, at celler kun vil kunne etablere kontakt med E-cadherin, hvilket medfører, at forskerne kan studere bindingen efter dannelse af adherens junctions med varierende størrelser.
Nanostrukturerne benyttes således til at efterligne en epithelcellemembran, og celler der vokser på overfladerne vil blive præsenteret for E-cadherin på samme måde og i samme densitet, som hvis de mødte en anden epithelcelle.
Ved at variere størrelsen af E-cadherin-cirklerne på overfladerne har forskerne fra Aarhus kunnet bestemme den minimale størrelse af adherens junctions, der kræves for at opretholde bindingen mellem celler. Deres resultater viste, at den minimale størrelse af adherens junctions lå på omkring 0,03 ?m2 , hvilket svarede til et estimeret antal på omkring 17 E-cadherin proteiner i hver adherens junction . Systemet kan bruges til at teste, hvad der skal til for at bryde denne minimale binding, dvs. hvornår kræftceller kan slippe nabocellerne.
Projektet bidrager med ny basal viden inden for grundforskning om, hvordan en binding mellem celler dannes. Bindingen mellem epithelceller er bl.a. særlig relevant inden for kræftforskning i forbindelse med metastasering af tumorer, da reducering af E-cadherin er nødvendig, for at cellerne kan slippe fri hvorefter de kan starte nye kræftmetastaser.
Nano Letters ASAP (2012)
†Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO) and ‡Department of Molecular Biology and Genetics, Aarhus University, Denmark
Yderligere information
Lene Niemann Nejsum
Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
nejsum@mb.au.dk, mobil 21163121 (87155492)
Duncan S. Sutherland
Interdisciplinary Nanoscience Center, Aarhus Universitet
duncan@inano.au.dk, mobil 23385789
Tekst: Gitte A. Pedersen, Lene N. Nejsum og Lisbeth Heilesen