تعد حركة الخلايا عملية حاسمة أثناء نمو الجسم، حيث يجب أن تشق الخلايا المتمايزة طريقها إلى أنسجة معينة، وتتحرك الخلايا أيضاً لإصلاح الجروح ومكافحة الالتهابات، وفي الوقت نفسه، تنتقل الخلايا السرطانية إلى الأوعية الدموية القريبة لتنتشر إلى أجزاء أخرى من الجسم.
يتم التحكم في سرعة حركة الخلية، أو سرعة الخلية، من خلال مدى التصاق السطح تحتها، ومع ذلك، ظلت الآليات الدقيقة الكامنة وراء حركة الخلية وسرعتها لغزا لعقود.
للتحقيق، طور خبراء في مركز ماكس ديلبروك للطب الجزيئي في جمعية هيلمهولتز نموذجاً رياضياً جديداً، حيث تمكن الباحثون أخيراً، وللمرة الأولى، من التعرف على الآليات الدقيقة والقوى التي تشارك في حركة الخلية.
وقال البروفيسور مارتن فالك، المؤلف الرئيسي المشارك في الدراسة: "يمكن للباحثين الآن استخدام النموذج الرياضي الذي طورناه للتنبؤ بكيفية تصرف الخلايا المختلفة على ركائز مختلفة، لأن فهم هذه الحركات الأساسية بالتفصيل الدقيق يمكن أن يوفر أهدافاً جديدة لمقاطعة ورم خبيث. "
قام فريق من الفيزيائيين النظريين بتتبع سرعة أكثر من 15000 خلية سرطانية أثناء تحركهم على طول ممرات ضيقة على سطح لزج، ويتناوب التصاق السطح بين منخفض وعالي، مما سمح للخبراء بمراقبة ما يحدث عندما تنتقل الخلية بين مستويات الالتصاق الديناميكي مثل تلك الموجودة في جسم الإنسان.
استخدم البروفيسور فالك وطالب الدكتوراه بهنام أميري مجموعة البيانات الكبيرة لتطوير معادلة رياضية تمثل العوامل التي تدخل في حركة الخلية.
وقال أميري: "النماذج الرياضية السابقة التي تحاول تفسير انتقال الخلايا وحركتها محددة جداً، فهي تعمل فقط لميزة واحدة أو نوع خلية واحد، ما حاولنا القيام به هنا هو جعل الأمر بسيطاً وعاماً قدر الإمكان."
لم يطابق النموذج البيانات التي تم جمعها فقط، بل تم التحقق من صحتها أيضاً من خلال قياسات أنواع مختلفة من الخلايا الأخرى تم التقاطها خلال الثلاثين عاماً الماضية، وقال البروفيسور فالك "هذا أمر مثير، فمن النادر أن تجد نظرية تشرح مثل هذا الطيف الكبير من النتائج التجريبية."
أثناء الحركة، تدفع الخلية غشاءها في الاتجاه الذي تسير فيه مع توسيع شبكة داخلية من خيوط الأكتين، وتقشر الخلية من نهايتها الخلفية، وتعتمد السرعة التي يحدث بها هذا على روابط الالتصاق بين الخلية والسطح تحتها.
تحتاج شبكة الأكتين إلى الاحتكاك لتعبئة الخلية، وهذا يعني أنه في حالة عدم وجود روابط لاصقة، تكافح الخلية للتحرك لأن شبكة الأكتين ليس لديها أي شيء تدفعه ضده.