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
Studie: AI maakt schrijven niet automatisch makkelijker
Onderzoekers van Iowa State volgden studenten in een experimentele cursus en vonden dat generatieve AI vaak de cognitieve belasting van schrijven verhoogt. Studenten leerden AI aan te sturen, kritisch te controleren en hun denken te verfijnen.
Nieuwe wetten en vertragingen bedreigen hiv-zorg voor trans vrouwen
Een wijziging in de Indiase wet en vertraagde staatsuitkeringen maken het voor trans vrouwen in Bihar moeilijker om hiv-behandeling en sociale steun te krijgen. Activisten en zorgverleners waarschuwen voor gezondheids- en geestelijke risico's.
Slim verband geeft antibiotica vrij bij schadelijke bacteriën
Onderzoekers ontwikkelden een verband met een slimme hydrogel die antibiotica alleen vrijgeeft als schadelijke bacteriën aanwezig zijn. Tests in het lab en bij muizen tonen selectieve werking, betere wondgenezing en minder lekken van het middel.
Voeding kan herstel van darmschade bij HIV beïnvloeden
Onderzoekers vinden een mogelijke link tussen een voedingsstof en herstel van darmschade die soms blijft bestaan bij mensen met HIV. Een studie in primaten laat zien dat een broccoli-supplement signalen van herstel gaf, maar meer onderzoek is nodig.
