UNC-forskare hjälper till att utveckla verktyg för att kartlägga informationsflödet i celler

CHAPEL HILL – Hur rör sig celler? Varför rör de sig? Varför rör sig vissa cancerceller långsamt medan andra rör sig snabbt, vilket gör att en cancertumör metastaserar och blir mycket svårare att behandla effektivt?

Svaren är inte så enkla som vi skulle önska.

De involverar små proteiner och processer som är mycket svåra att studera i realtid och rum. UNC Department of Pharmacology laboratorier av Klaus Hahn, PhD, och John Sondek, PhD, är dedikerade till att övervinna denna svårighet. Och nu har deras laboratorier, med forskare vid University of Texas Southwestern Medical Center, skapat ett sätt att studera och kartlägga krångligheterna i intercellulär signalering – när, var och hur små delar av celler kommunicerar – för att få celler att röra sig.

Publicerad i Naturens kemiska biologi, ger forskningen en välbehövlig metod för att studera de exakta rörelsemekanismerna i friska celler i realtid och hur dessa mekanismer kan förändras i sjukdomstillstånd, såsom cancermetastaser.

"Våra nya verktyg gjorde det möjligt för oss att kartlägga flödet av signalinformation inom levande celler och mäta hur mycket specifika proteiner bidrar till cellbeteenden, såsom cellmigration", säger medförfattaren Daniel Marston, PhD, biträdande professor vid UNC-avdelningen för Farmakologi vid UNC School of Medicine.

För att göra detta förlitade sig Marston och kollegor på mikroskopiverktyg som utvecklats i labbet av Klaus Hahn, Ronald G. Thurmans framstående professor i farmakologi. Dessa mikroskopiverktyg, som använder fluorescerande biosensorer, gjorde det möjligt för forskarna att visualisera aktiviteten hos flera proteiner i levande celler samtidigt. Sedan, tack vare matematiska analytiska metoder utvecklade vid UT Southwestern Medical Center, kvantifierade forskargruppen hur proteiner reglerar varandra.

Tillsammans kan dessa verktyg ge exakt information om hur signalnätverk är sammankopplade och hur de reglerar cellulära processer, såsom cellmigration och metastaser. De kommer att tillåta forskare vid UNC och på andra håll att förstå hur dessa nätverk fungerar i friska celler. Med den informationen i handen kunde forskare jämföra data från friska celler med cellrörelser under olika hälsotillstånd, såsom inflammation – ett kännetecken för många sjukdomar.

"Om vi kan ta reda på hur dessa rörelseprocesser förändras i sjukdomar, till exempel cancer, kan vi kanske utforma bättre behandlingar som är effektiva endast för just den sjukdomen, samtidigt som andra celler hålls friska, tillade Marston.

Medförstaförfattare är Marco Vilela, PhD, som utvecklade de matematiska modellerna medan han var postdoktor vid UT Southwestern Medical Centers laboratorie av co-senior författare Gaudenz Danuser, PhD. Sondek och Hahn, båda medlemmar av UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center, är co-senior författare. Andra författare är Jaewon Huh, PhD, vid UT Southwestern, och Jinqi Ren, PhD, Mihai Azoitei, PhD, och George Glekas, PhD, alla vid UNC-Chapel Hill vid tidpunkten för deras forskning om detta projekt.

National Institutes of Health, Leukemia and Lymphoma Society, Human Frontiers in Sciences Program och UNC Lineberger finansierade denna forskning.

(C) UNC Health

Ursprunglig artikelkälla: WRAL TechWire