Onderzoekers van Washington University in St. Louis en Tsinghua University in Beijing laten zien hoe fibrotische aandoeningen sprongsgewijs kunnen verergeren. Met computationele modellen identificeerden ze een mechanisch kantelpunt dat bepaalt wanneer individuele cellen gaan samenwerken en zo snelle littekenvorming veroorzaken. Het werk verscheen in Proceedings of the National Academy of Sciences.
De auteurs vergelijken dit met faseovergangen in de natuurkunde: water bevriest bij 0 C en ijzer wordt ferromagnetisch onder 770 C. In weefsels ontstaat collectief gedrag wanneer de afstand tussen cellen onder een drempel van enkele honderden micrometers komt. Collageenvezels richten zich uit door krachten van cellen en vormen verstevigde spanningsbanden die mechanische signalen over grotere afstanden overbrengen.
Een belangrijke eigenschap is de "kritische rekverhouding": hoeveel collageen moet uitrekken voordat vezels uitlijnen en verstevigen. De mate van crosslinking bepaalt deze verhouding; crosslinking neemt toe bij veroudering en wordt beïnvloed door voeding, advanced glycation end products en metabole ziekten zoals diabetes. Meer crosslinking verhoogt celactivatie maar verkleint de afstand waarover signalen reizen, waardoor cellen later dichter bij elkaar komen en een plotselinge progressie ontstaat.
- Verminderen van collageencrosslinking
- Verstoring van vezeluitlijning of spanningsbanden
- Wijzigen van de fysieke microomgeving via voeding of biomaterialen
De onderzoekers concluderen dat effectieve therapieën mechanische communicatie moeten verstoren of moeten voorkomen dat cellen gecoördineerd raken. Het onderzoek kreeg steun van het Human Frontier Science Program en de Chinese Natural Science Foundation. Bron: Washington University in St. Louis.
Moeilijke woorden
- fibrotische — met vorming van bindweefsel en litteken
- sprongsgewijs — plotseling in flinke stappen erger worden
- kantelpunt — punt waarop klein effect grote verandering veroorzaakt
- modellen — vereenvoudigde weergave van een systeem of proces
- littekenvorming — het ontstaan van blijvend bindweefsel na beschadiging
- faseovergangen — toestandverandering in materie bij bepaalde condities
- Collageenvezels — dun eiwitvezel die steun en stevigheid geeft
- kritische rekverhouding — hoeveel bindweefsel moet uitrekken voordat vezels uitlijnen
- crosslinking — chemische verbindingen tussen vezels die stevigheid geven
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke mogelijke voordelen en nadelen ziet u bij therapieën die mechanische communicatie tussen cellen verstoren? Geef voorbeelden.
- Hoe kunnen voeding of biomaterialen volgens het artikel de fysieke microomgeving veranderen? Noem mogelijke gevolgen voor patiënten.
- Wat betekent het dat progressie 'sprongsgewijs' kan optreden voor vroege diagnose en behandeling? Geef redenen.
Gerelateerde artikelen
Neustherapie laat hersentumoren bij muizen verdwijnen
Onderzoekers gebruiken neusdruppels met spherical nucleic acids om glioblastoom bij muizen te behandelen. De therapie activeert het STING-pad, maakte tumoren weg bij muizen en gaf langdurige immuniteit, vooral in combinatie met middelen voor T-lymfocyten.
Veel studenten gebruiken CBD tegen stress en slaapproblemen
Een grote enquête onder meer dan 4.100 bachelorstudenten toont dat veel studenten CBD gebruiken voor angst, stress en slaap. Onderzoekers noemen eetbare vormen en sociale redenen; er is meer bewijs nodig over voordelen en risico's.
T-cellen in amandelen verschillen duidelijk van bloed
Onderzoekers vonden dat T-cellen uit amandelen op meerdere punten afwijken van T-cellen in bloed. De studie gebruikte cel-voor-cel-analyse op amandel- en bloedmonsters en benadrukt dat weefsels belangrijk zijn voor vaccin- en immunotherapieonderzoek.
Hitte en vochtigheid tijdens zwangerschap schaden kinderen
Nieuw onderzoek in Science Advances laat zien dat warme, vochtige omstandigheden tijdens de zwangerschap de groei van kinderen in Zuid-Azië veel sterker schaden dan alleen hitte. De studie gebruikt een gecombineerde warmte-stressmaat (WBGT).