Jeśli szukasz restauracji w obcym mieście, nie masz przy sobie mapy i nie chcesz pytać nikogo o drogę, nauka podsuwa ci dobry pomysł. "Najpierw pokręć się trochę po okolicy, w której jesteś, a jeśli nie znajdziesz miejsca, w którym możesz zjeść, odjedź gdzieś dalej w losowym kierunku i tam znowu pokręć się po okolicy" - radzi w rozmowie z PAP chemik prof. Bartosz Grzybowski z IBS Center for Soft and Living Mater w Korei Płd.

Tak w dużym uproszczeniu wygląda właśnie ruch Levy`ego (Levy walk). To ruch chaotyczny, (tzw. ruch Browna) zestawiony w odpowiednich proporcjach z ruchem po linii prostej. "Okazuje się, że to najlepsza strategia szukania zasobów w nieznanym terenie przy ograniczonych zasobach" - ocenia naukowiec.

Bądź sprytny jak lis!

I dodaje, że tak poruszają się w czasie polowania duże drapieżniki takie jak rekiny, albatrosy czy lisy. "Lis też trochę się pokręci w jednym miejscu, potem biegnie przed siebie np. 200 metrów, potem znów powęszy, potem znowu pędzi prosto 100 metrów, aż w końcu znajdzie jakiegoś królika" - uśmiecha się naukowiec.

Prof. Bartosz Grzybowski w swoich badaniach opisywał ruch komórek raka tworzących przerzuty. Okazało się, że ruch tych komórek daje się opisać właśnie jako ruch Levy`ego. Zespół badacza pokazał też, jak w komórce taki ruch upośledzić. "Ona będzie głupiej chodzić po naszym organizmie. Wydaje nam się więc - jeśli chodzi o styl poruszania się - że z drapieżników możemy zrobić potulne owce" - porównuje naukowiec.

Badania kierowane przez naukowca oraz prof. Kristianę Kandere-Grzybowską ukazały się w listopadzie w "Nature Communications".

Migracja komórki na liniowym torze. Skala 20 mikrometrów. B) Komórki nowotworowe tworzące przerzuty poruszają się ruchem Levy’ego. Skala: 100 mikrometrów  C) komórki nie tworzące przerzutów poruszają się ruchem bardziej chaotycznym. Skala: 20 mikrometrów Fot: Za publikacją w „Nature Communications”

Ruchome komórki

Być może kiedyś uda się ten pomysł wykorzystać w nowych terapiach przeciwnowotworowych. „Ale czy to będzie działanie dla organizmu korzystne, trzeba jeszcze wykazać” - przyznaje chemik.

„Jeśli żywą komórkę postawi się na szkiełku i obserwuje pod mikroskopem, to widać, że ona się porusza" - opisuje naukowiec. I dodaje, że to samo dzieje się wewnątrz organizmu.” Nie wszystkie jednak ruchy komórek w ciele są dobre. A w szczególności bardzo źle, kiedy po ludzkim ciele poruszają się komórki nowotworowe" - opowiada w rozmowie z PAP prof. Grzybowski.

Wyjaśnia, że od dawna było wiadomo, że inaczej poruszają się zdrowe komórki, a inaczej komórki nowotworowe, które mogą tworzyć przerzuty. Dopiero jednak w „Nature Communications” pokazano matematyczną charakterystykę tego ruchu.

Idzie rak. Wcale nieborak

Badania wykonano na kilku rodzajach komórek nowotworowych: raku prostaty, piersi i skóry - zarówno w fazie dającej przerzuty, jak i w fazie nieprzerzutowej.

Naukowiec wyjaśnia, że dopiero kiedy nowotwór wejdzie w fazę tworzenia przerzutów, jego komórki zaczynają się poruszać jak drapieżnik. „To dosyć przerażające - te komórki wykształcają w sobie - nie wiemy jeszcze jak - mechanizm optymalnego szukania w organizmie miejsca, w którym będzie im dobrze” - komentuje polski badacz.

I tłumaczy, jak porusza się komórka. "Można sobie wyobrazić, że komórki mają napęd z przodu i z tyłu. Aby się ruszyć, komórka musi wypchnąć do przodu swoją przednią część, a zabrać tylną. Jeśli te napędy działają w innych rytmach, komórka porusza chaotycznie. I tak właśnie dzieje się to w komórkach zdrowych oraz nowotworach, które nie dają przerzutów. Jeśli jednak zsynchronizujemy napędy przedni z tylnym, komórka posuwa się prosto do przodu" - opowiada naukowiec. Dodaje, że w nowotworach przerzutujących co jakiś czas napędy komórki się synchronizują, co pozwala im wykonywać długie proste "skoki".

Badacze z jego zespołu pokazali, jak rozsynchronizować te dwa komórkowe napędy, aby komórki zamiast wykonywać skoki, znów zaczynały się kręcić w kółko, jak zwykłe komórki. "Udało nam się to zrobić za pomocą inżynierii genetycznej. To są wprawdzie dalej komórki nowotworowe, ale tracą umiejętność chodzenia w sposób drapieżny" - opowiada naukowiec.

Terapia? To trzeba jeszcze sprawdzić!

„To się powinno przekładać na to, że takie komórki stracą umiejętność tworzenia przerzutów. Ale nie jesteśmy lekarzami. I dalsze badania to już praca nie dla naszego zespołu, ale dla koncernów farmaceutycznych” - mówi naukowiec.

I zachęca do kontynuowania tych badań: „Ja z założenia nie patentuję odkryć, które mają związek z życiem ludzkim, z chorobami. Każdy może więc wykorzystać mój pomysł w pracach nad nową terapią”.

Naukowiec wyjaśnia, że badania trwały aż 10 lat, bo trzeba było zebrać bardzo dużo danych o tym, jak poruszają się komórki (a to ruchy rzędu mikronów - tysięcznych części milimetra). Poza tym naukowcy badali nie tylko ruch komórek in vitro, ale również wewnątrz żywych organizmów. A tam śledzenie tak mikroskopijnych ruchów jest możliwe dopiero dzięki najnowszym osiągnięciom technologii.

Ruch komórek nietworzących przerzutów (po lewej) i komórek czerniaka tworzących przerzuty w skórze myszy.

Ludwika Tomala

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl