Wundheilung – Protein stößt Zellbewegung an

Damit Wunden sich wieder verschließen, müssen Zellen sich gemeinsam und koordiniert bewegen. Bislang war der zentrale molekulare Mechanismus unklar, mit dem Zellen diese Bewegungen über größere Entfernungen koordinieren können.

In einer Studie, die im Februar in der Fachzeitschrift Nature Cell Biology veröffentlich wurde, haben Wissenschaftler der Universität Heidelberg und des Stuttgarter Max-Planck-Instituts für intelligente Systeme einen molekularen Mechanismus vorgestellt, der sich auf das Protein Merlin konzentriert.

Die Ergebnisse stellen eine Verbindung von mechanischen Kräften innerhalb der Zelle zu kollektiven Zellbewegungen her und zeigen, wie lokale Interaktion eine kollektive Dynamik auf multizellulärer Ebene bewirkt.

Spannung durch Führungszelle

Durch das Voranlaufen einer Führungszelle wird mechanische Spannung auf die Verfolgerzellen ausgeübt. Diese mechanische Spannung nimmt das Protein Merlin wahr und initiiert die räumlich polarisierte Verfolgungsbewegung. So wird die Spannung im Verfolgerfeld von einer Zelle zur nächsten weitergegeben. Die Verfolgerzellen reagieren darauf mit der Ausbildung von „beinartigen" Ausstülpungen in Richtung der Führungszelle, um sich nach vorne zu bewegen. „Unklar war bisher, durch welche molekulare Verbindung diese beiden Ereignisse, Wahrnehmung und Aktion, verbunden sind“, sagt Studienleiter J. P. Spatz. „Dazu zeigt unsere Studie, wie Merlin als ein mechanosensitives Protein zelluläre Kräfte in kollektive Zellbewegungen umwandelt, indem es als mechanischchemischer Signalumwandler agiert. Erstaunlich ist dabei, dass Merlin das einzige Protein in diesem Signalnetzwerk ist, welches diese Eigenschaft in Zellkollektiven vermittelt – dass es also keine Ersatzmechanismen gibt. Fällt Merlin aus, verlieren Zellen die Fähigkeit, sich kollektiv zu bewegen, und verursachen die damit verbundenen medizinisch relevanten, pathophysiologischen Merkmale von Organismen.“

Nach einer Mitteilung der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg