Քաղցկեղը շարունակում է մահացության առաջատար պատճառներից մեկը մնալ ամբողջ աշխարհում և բնութագրվում է անոմալ բջիջների անվերահսկելի աճով։ Առանձնահատուկ վտանգ է ներկայացնում քաղցկեղային բջիջների՝ օրգանիզմով արագ տեղաշարժվելու ունակությունը, ինչը թույլ է տալիս նրանց ներթափանցել շրջակա հյուսվածքների մեջ։ Թեև այս վարքագիծը քաջ հայտնի է եղել, այնուամենայնիվ նման սրընթաց տարածման մեխանիզմը մինչ օրս մնում էր անհասկանալի։

Կյուսյուի համալսարանի հետազոտողները փորձել են լրացնել այդ բացը և բացահայտել են մի նոր ֆիզիկական գործընթաց, որն օգնում է քաղցկեղային բջիջներին արագ տեղաշարժվել մարմնում։

Հետազոտությունը գլխավորել է Կյուսյուի համալսարանի բժշկական գիտությունների ֆակուլտետի պրոֆեսոր Ձյունյիչի Իկենոուչին՝ նույն համալսարանի գործընկերների հետ համատեղ և Յոկոհամայի քաղաքային համալսարանի հետ համագործակցությամբ։

Աշխատանքի արդյունքները հրապարակվել են The EMBO Journal ամսագրում։ Գիտնականները ցույց են տվել, որ բջջի ներսում առաջացող ջրի ճնշումը նպաստում է քաղցկեղային բջիջների միգրացիային։

Առողջ բջիջները սովորաբար տեղաշարժվում են՝ կպչելով մակերևույթին և իրենց առաջ մղելով։ Գոյություն ունեցող թերապևտիկ մեթոդները կարող են ներազդել նման կպչուն միգրացիայի վրա։ Քաղցկեղային բջիջները շրջանցում են այս մոտեցումը՝ օգտագործելով այլ ռազմավարություն՝ ամեոբայաձև միգրացիան։ Այս դեպքում բջիջները ձևավորում են թաղանթի ժամանակավոր ելուստներ, որոնք կոչվում են «բլեբեր». դրանք թույլ են տալիս բջիջներին սեղմվելով անցնել նեղ տարածություններով՝ առանց շրջակա կառուցվածքներին կպչելու։

Երկար ժամանակ համարվել է, որ բլեբերի աճը պայմանավորված է ներքին ճնշմամբ։ Սակայն Իկենոուչիի 2021 թվականի հետազոտությունները կասկածի տակ են դրել դա։ Գիտնականները պարզել են, որ ընդլայնվող բլեբերն օժտված են յուրահատուկ ցիտոպլազմատիկ հատկություններով, ներառյալ կալցիումի իոնների բարձր կոնցենտրացիան, ինչը մատնանշում է նրանց ակտիվ դերը, այլ ոչ թե պասիվ ծագումը։

Շարունակելով ուսումնասիրությունը՝ հետազոտողները բջիջներում հայտնաբերել են կալցիում/կալմոդուլին-կախյալ պրոտեինկինազ II-ի (CaMKII) բարձր մակարդակ և ենթադրել են, որ այս սպիտակուցը կարող է ուղղակի ֆիզիկական դեր խաղալ բջջի ձևի ձևավորման և նրա շարժման մեջ։

Պարզվել է, որ բլեբի աճի մեկնարկին բջջի ներսում կալցիումի կոնցենտրացիան մեծանում է։ Ի պատասխան դրան՝ CaMKII-ն փոխում է իր կառուցվածքը և միավորվում այլ մոլեկուլների հետ՝ ձևավորելով սպիտակուցային խոշոր սուպերհամալիր։ Այս համալիրը գործում է որպես օսմոսային շարժիչ. այն ստեղծում է կոնցենտրացիայի գրադիենտ, որն օսմոսի միջոցով ջուրը քաշում է բլեբի ներսը։ Ջրի հոսքը հրում է թաղանթը դեպի դուրս՝ ապահովելով ելուստի արագ ընդլայնումը։ Գիտնականներն այս գործընթացն անվանել են CODE՝ «CaMKII-based osmotically-driven deformation» («CaMKII-ի վրա հիմնված և օսմոսով պայմանավորված դեֆորմացիա»)։

Ըստ Իկենոուչիի՝ բջիջներն ընդունակ են մեխանիկական ուժ գեներացնել իրենց ներսում՝ սպիտակուցների վերաբաշխման հաշվին. CaMKII-ի կուտակումը ստեղծում է ճնշում, որը ֆիզիկապես դուրս է հրում թաղանթը։

Այս բացահայտումը մեծ նշանակություն ունի մոլեկուլային կենսաբանության համար, քանի որ ագրեսիվ քաղցկեղային բջիջների մեծ մասն օգտագործում է շարժման ամեոբայաձև տիպը։ Ժամանակակից թերապևտիկ մեթոդները հիմնականում ուղղված են բջիջների բաժանման կամ նրանց կպչուն (ադհեզիվ) միգրացիայի ճնշմանը։ CODE մեխանիզմի բացահայտումը հնարավորություն է տալիս մշակել բուժման նոր ռազմավարություններ, որոնք անմիջականորեն թիրախավորում են ամեոբայաձև շարժունակությունը։

Բացի ուռուցքաբանությունից, այն հասկացողությունը, թե ինչպես են բջիջներն ուժ ստեղծում սեփական ֆիզիկական հատկությունների փոփոխության հաշվին, կարող է նշանակություն ունենալ վերականգնողական (ռեգեներատիվ) բժշկության, զարգացման կենսաբանության և հյուսվածքային ինժեներիայի համար։ Այս արդյունքները կարող են խթանել նոր թերապևտիկ մոտեցումների ստեղծումը, որոնք կենտրոնացած են բջջային մեխանիկայի, այլ ոչ թե միայն դասական ազդանշանային ուղիների վրա։