Science
Zellen machen Wellen
ForscherInnen finden heraus, wie Hautzellen miteinander kommunizieren, um Wunden zu heilen.
Wenn man seine Haut verletzt, schließt sich die Wunde von selbst. Aber woher weiß eine Zelle in der Haut, wohin sie muss, um eine Wunde zu heilen? Hautzellen können weder sehen noch hören, aber sie können spüren, wenn ihre Nachbarzellen an ihnen ziehen und drücken. Edouard Hannezo und seine Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) zusammen mit Tsuyoshi Hirashima und seiner Gruppe an der Universität Kyoto haben nun erforscht, wie die Zellen damit den richtigen Weg erfühlen können.
Hautzellen ziehen und drücken ständig ein wenig aneinander. Das erzeugt Gebiete in der Hautschicht, in denen die Zellen etwas dichter sind und andere, in denen sie weniger dicht beieinander liegen. In gesunder Haut breiten sich diese Gebiete mit mehr oder weniger Dichte sich wie Wellen zufällig in alle Richtungen aus. In jeder Zelle erzeugen diese Wellen chemische Prozesse, die es der Zelle erlauben, ihre Umgebung zu fühlen und ihre Bewegung zu steuern. Die Aktivität dieser chemischen Prozesse in den Zellen bewegt sich zeitversetzt zur ersten Welle auch wellenförmig durch die Zellschicht.
Wellen lesen
Aber wie hilft das den Zellen, den richtigen Weg zu finden? Die ForscherInnen am IST Austria haben dieses Verhalten der Zellen mathematisch modelliert. Wenn es einen Freiraum ohne Zellen, also eine Wunde, in der Zellschicht gibt, richten sich die beiden Wellen so aus, dass sie sich immer von der Wunde wegbewegen. Die Dichtewelle schiebt und zieht die Zellen vor und zurück und die chemische Welle kontrolliert die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen. Die bewegen sich schnell hin zur Wunde und nur langsam davon weg. Damit finden sie den richtigen Weg.
Die ForscherInnen an der Universität Kyoto haben dieses selbstorganisierte Verhalten auch mit einer künstlichen Zellschicht im Labor nachweisen können. Sie haben die Gene der Zellen verändert, sodass sie bei Aktivierung der chemischen Prozesse aufleuchten. Damit wird die chemische Welle sichtbar. Diese bemerkenswerte Selbstorganisation von Zellen ermöglicht es unserem Körper, sich selbst zu heilen.
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