Forskere ved Oslo universitetssykehus har oppdaget hvordan huden vår organiserer seg

– Vi oppdaget en spennende mekanisme som forklarer hvordan hudceller er i stand til å koordinere bevegelsene sine under sårheling, sier førsteforfatter Emma Lång.  

Nylig har Emma Lång og hennes medarbeidere gjort et spennende gjennombrudd. De har oppdaget en mekanisme som styrer ordenen i huden vår.

Denne oppdagelsen forklarer hvordan huden vår er i stand til å reparere seg selv, og den kan føre til nye behandlinger for sårheling.

Fysiske lover regulerer orden i huden

Inspirasjon til denne oppdagelsen kom fra tidligere eksperimenter i fysikk. I disse eksperimentene ble magnetiske kuler aktivert til å bevege seg ved hjelp av sin egen rotasjonskraft.

Når magnetkulene ble aktivert innenfor et avgrenset område, dannet det seg et mønster der alle kulene roterte rundt et sentralt punkt.

I Stig Ove Bøe sin forskningsgruppe har forskere lenge studert hvordan hudceller beveger seg under sårheling.

Ved en ren tilfeldighet oppdaget de at hudcellene dannet det samme mønsteret som magnetkulene når de ble aktivert til å bevege seg.

Forskerne skjønte da at svaret på hvordan hudceller danner orden måtte finnes i fysikken.

Avansert mikroskopi avslørte mekanismen

Ved hjelp av avansert mikroskopi kunne forskerne følge bevegelsene til hudcellene over lang tid. De studerte hele prosessen fra cellene var fullstendig uordnet til de var fullstendig ordnet i samme retning over store avstander.

Mekanismen de oppdaget er både enkel og elegant. Prosessen starter med at cellene danner sirkulære bevegelser. Når dette skjer, vil nabocellene automatisk danne sirkulære bevegelser i motsatt retning.

Dette sprer seg over store områder, og til slutt får man et mønster av roterende celler som dekker store områder.

I neste trinn i prosessen vil hver enkelt roterende gruppe (som også betegnes som "+1 defekter") slå seg sammen med området mellom de roterende gruppene (såkalte "-1 defekter").

Dette fører til at cellenes roterende bevegelser forvandles til bevegelser i lengderetningen, der alle cellene beveger seg i samme retning.

Når dette skjer i stor skala, vil millioner av hudceller kunne bevege seg i en bestemt retning. Og det er på denne måten ny hud dannes etter en skade.

Lång forklarer:

– Det som fascinerer ved denne mekanismen er at den krever ingen kommunikasjon mellom cellene over lange distanser for å oppnå synkroniserte bevegelser. Det eneste som trengs er at cellene engasjerer seg i roterende bevegelser innen et lokalt avgrenset område.

Foto: Shutterstock

Synkroniserte bevegelser der tusenvis av hudceller orienterer seg i samme retning oppstår deretter som et resultat av underliggende fysiske lover og prinsipper.

Artikkelen publisert onsdag 17. april, 2024, i Science Advances, kan du lese her: Topology-guided polar ordering of collective cell migration

Implikasjoner for sårheling og regenerativ medisin

Svekket sårheling er et helseproblem over hele verden, og forståelse av generelle mekanismer vil mulig generere behandlinger som kan forbedre livskvaliteten til millioner av mennesker.

– Vi har i lengre tid jobbet med å forstå de generelle mekanismene for sårheling. Den nye oppdagelsen kan være svært betydningsfull for utvikling av nye sårheling-behandlinger. Ved å forstå hvordan hudceller organiserer seg for å danne nytt vev med ordnede strukturer, kan forskerne finne nye metoder for å stimulere sårheling og vevsregenerering.

Dette er gode nyheter for de som lider av ikke-helbredende sår, ettersom en mer effektiv behandling kan bedre deres livskvalitet, sier forsker Stig Ove Bøe.

For å oppnå dette resultatet har forskerne vært avhengige av tverrfaglig samarbeid.

– Uten det nære faglige samarbeidet med Paul Gunnar Dommersnes, som er professor i fysikk ved NTNU i Trondheim, ville vi ikke ha kunnet gjennomføre denne studien.

Dette samarbeidet er et spennende eksempel på hvordan grunnleggende forskning innen fysikk kan gi inspirasjon til nye oppdagelser i biologi og medisin, avslutter Bøe.

Lenker: