Les forces à l'échelle nanométrique mesurées dans les cellules musculaires lisses aortiques racontent l'histoire de la maladie – ScienceDaily


Des chercheurs de Virginia Tech et de l'Université de Pittsburgh ont collaboré à l'utilisation d'un nouveau système fibreux à l'échelle nanométrique qui peut mesurer les petites forces exercées par et sur l'individu Cellules avec une extrême précision. L'équipe espère que cette plate-forme, que les chercheurs appellent la microscopie à force nanométrique (NFM), fournira de nouvelles connaissances sur la biologie cellulaire des muscles lisses qui pourraient avoir des implications pour le traitement des maladies cardiovasculaires, ce qui est encore une cause de décès majeure aux États-Unis.

Les résultats des enquêtes sur les cellules utilisant cette plate-forme apparaissent dans le numéro "Forces" de la revue Biologie moléculaire de la cellule dans l'article "Microscopie de force Nanonet pour les forces de mesure dans les cellules musculaires lisses simples de Aorta humaine ", publié le 7 juillet 2017.

L'objectif principal de cette étude actuelle, a déclaré Julie Phillippi, professeur adjoint au Département de chirurgie cardiothoracique de l'Université de Pittsburgh, dont le laboratoire a fourni des cellules musculaires lisses de patients humains sains pour l'étude, était de quantifier les forces que les cellules saines ont dans diverses conditions Du stress. Le nanonet fibreux lui-même a été conçu dans le laboratoire d'ingénierie mécanique d'Amrinder Nain, professeur associé chez Virginia Tech et membre de l'American Society for Cell Biology. Les forces mesurées à l'aide de NFM, selon Nain, comprennent les forces exercées par les cellules elles-mêmes et les forces exercées par l'environnement sur les cellules. "Tout dans la nature exerce et expérimente une force physique", a déclaré Nain. "Cette plate-forme mesure les deux simultanément."

Phillippi a déclaré que le travail précédent a testé la résistance mécanique du tissu aortique entier et la compréhension de la biomécanique cellulaire unique est d'une importance vitale. Les études à une seule cellule donnent un aperçu des protéines impliquées dans les adhésions dites focales éphémères que la plupart des cellules produisent lorsqu'elles se déplacent autour de leur microenvironnement. L'assemblage NFM vise à imiter, de manière aussi physiologiquement pertinente que possible, ce que les cellules endurent dans les fibres de collagène de la matrice extracellulaire (ECM) – la matrice qui soutient la croissance cellulaire chez les êtres vivants. La modification de la matrice artificielle en changeant le diamètre, la densité et l'espacement des fibres de manière contrôlée et répétable, ainsi que l'utilisation de cellules de patients malades à différentes sévérités de la maladie, permettront à Phillippi et Nain de simuler les conditions rencontrées par les cellules dans de nombreuses situations réalistes.

"Nous avons examiné très attentivement la façon dont les fibres de collagène et d'élastine dans l'ECM sont disposées et la micro-architecture et tout indiquent ces défauts microstructurales dans l'ECM contribuant à l'affaiblissement des parois aortiques et au ballonnement du vaisseau , Dit Phillippi. "Ce que nous ne savons pas, ces protéines ECM sont-elles organisées de cette façon depuis la naissance ou est-ce quelque chose qui se passe au fil du temps? Ou est-ce à la fois? Quel rôle jouent les cellules? Cette plate-forme conçue nous permettra de répondre à ceux-ci des questions." En outre, Nain a déclaré, NFM pourrait révéler l'hétérogénéité des cellules prises à partir du même patient ou de différents patients avec le même état de maladie à la résolution à une seule cellule.

Les prochaines étapes pour Phillippi et Nain comprennent les cellules de test du grand dépôt d'échantillons aortiques de l'équipe de Pittsburgh, recueillis en collaboration avec Thomas Gleason, chef de la Division de chirurgie cardiaque de l'Université de Pittsburgh, pour établir une base de données des forces de base Pour de nombreux types de cellules que les chercheurs et les cliniciens peuvent utiliser pour diagnostiquer et traiter les maladies. "La plate-forme nous permet de créer des modèles de maladies in vitro avec de multiples couches de sophistication", a déclaré Phillippi.

Dans un contexte plus large, la capacité de contrôler précisément le diamètre, l'espacement et l'orientation des fibres pour imiter les environnements fibreux natifs permettra à NFM d'interroger la poussée et de tirer dans le voyage d'une cellule dans le développement, la maladie et la biologie de la réparation.

Source de l'histoire:

Matériaux fournis par Société américaine pour la biologie cellulaire (ASCB) . Remarque: Le contenu peut être édité pour le style et la longueur.

Lire la suite (en anglais)

N'oubliez pas de voter pour cet article !
1 étoile2 étoiles3 étoiles4 étoiles5 étoiles (No Ratings Yet)
Loading...

Vous aimerez aussi...

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Font Resize
Contrast
Aller à la barre d’outils