Hoe cellen hun weg vinden in het lichaam

Cellen die door het lichaam bewegen, zoals immuun- of kankercellen, doen niet zomaar wat. Ze vinden gericht hun weg door te voelen waar ruimte is om heen te gaan. De cel heeft hiervoor speciale voelsprieten. Onderzoekers van het Radboudumc en McGill University (Montreal, Canada) beschrijven in Nature Communications nu voor het eerst de werking van de moleculaire motor achter deze celzintuigen.

De drijvende krachten achter ‘reizende’ lichaamscellen, zoals onderdelen van het immuunsysteem, of invasieve kankercellen, zijn zogenaamde podosomen. Dit zijn zeer veranderlijke eiwitcomplexen op het celmembraan. Elke cel bevat honderden hiervan. Door selectief op het membraan te drukken, creëren ze uitstulpingen op de cel. Met deze voelsprieten kan de lichaamscel zijn omgeving aftasten, de route bepalen, of zich door de ruimte tussen andere cellen wringen. Op deze manier kunnen bijvoorbeeld immuuncellen zich door het lichaam verplaatsen op zoek naar ziekteverwekkers.

Tapijten en rozetten

Podosomen liggen niet zomaar op het celmembraan, maar zijn strak georganiseerd. Eerder onderzoek liet zien dat ze ontstaan in groepen (clusters) die in verschillende cellen een specifieke ruimtelijke organisatie hebben: grote ringen in osteoclasten (bot-etende cellen), rozetten in bloedvatcellen en een soort tapijten in dendritische cellen. Deze organisatievorm bepaalt het gedrag van de podosomen. Maar hoe ze deze onderlinge organisatie voor elkaar krijgen, was niet duidelijk.

Minispiertjes

Celbioloog Alessandra Cambi van het Radboudumc en natuurkundige Paul Wiseman van McGill University keken met behulp van nieuwe fluorescentie microscopie technieken naar de bewegingen van podosomen in menselijke dendritische cellen. Zij zagen hoe de opbouw en afbraak van een soort minispiertjes van actine- en myosine-eiwitten de podosomen doen bewegen. Hierdoor komen weer andere eiwitten vrij die naastgelegen podosomen activeren. De podosomen zijn onderling ook weer verbonden met actinestrengen, vaak over grote afstanden op het celmembraan. Deze actinenetwerken spelen een belangrijke rol in de onderlinge communicatie.

Rol bij ziektes

Een verhoogde activiteit van podosomen kan tot problemen leiden. Als ze bijvoorbeeld in botcellen te veel boren, ontstaat osteoporose (botontkalking). En als cellen uit de bloedvatwand in een tumor teveel podosoomrozetten maken, groeien er nieuwe bloedvaten in de tumor, die daardoor groter kan worden. Alessandra Cambi: “We hebben nu meer inzicht in hoe podosomen zich organiseren. Als wij beter begrijpen hoe deze podosoomgroepen tot stand komen en opereren, zouden we de ‘ongewenste’ groepen die een rol spelen in ziektes, zoals osteoporose of kanker, ook kunnen bestrijden.”

Bron en afbeelding: Radboudumc