الهجرة الأميبية للخلايا:
تتطلب حركة الخلايا الفردية والجماعات أو السلاسل أو الصفائح الخلوية قوى فيزيائية تنشأ من خلال تفاعلات الخلايا مع بيئتها، حيث في الجسم الحي تحدث الهجرة على نطاق واسع أثناء التطور الجنيني، وفي البالغين أثناء التئام الجروح وتكوين الأورام.
من أجل تحديد الأحداث الجزيئية التي تنطوي عليها حركة الخلية تم تطوير أنظمة في المختبر، وقد ساهمت هذه في تحديد عدد من المسارات الجزيئية التي تم وضعها في سياق سلوكيات الهجرة مثل حركة اللحمة المتوسطة وحركة الأميبويد، إذ في الآونة الأخيرة تم إثراء المعرفة بأنماط الهجرة من خلال تحليلات الخلايا التي تستكشف وتتحرك عبر المصفوفات ثلاثية الأبعاد، بينما تختلف أشكال الخلايا في البيئات ثنائية وثلاثية الأبعاد فإن الآليات الأساسية التي تحرك الجسم الخلوي متشابهة بشكل ملحوظ.
تصبح الأورام الصلبة غازية إذا هاجرت الخلايا بعيدًا عن موقعها الأولي، حيث تلعب البيئة الدقيقة لخلية الورم مع مجموعة متنوعة من الإشارات الميكانيكية الحيوية والجزيئية دورًا مهمًا في الغزو الموضعي في جميع أنحاء الأنسجة، على سبيل المثال من المعروف أن الخلايا السرطانية تتفاعل مع العوامل القابلة للذوبان مثل الكيماويات وعوامل النمو عن طريق الحركة الاتجاهية والتدرج خارج الخلية نحو المواد الكيميائية.
حظيت أهمية المصفوفة خارج الخلية (ECM) في غزو الورم مؤخرًا باهتمام خاص، حيث يفرض (ECM) الذي يملأ الفراغ بين الخلايا من خلال تنظيم معقد من البروتينات والسكريات مقاومة ميكانيكية حيوية تحتاج الخلايا المتحركة للتغلب عليها للهجرة، وقد تؤدي الخلايا السرطانية إما إلى تدهور (ECM) لتمريرها أو تعديل شكلها والضغط من خلال مسام (ECM).
ويطلق على وضعي الهجرة المتميزين اسم الوسيطة المتوسطة توليد المسار ووضع الأميبويد إيجاد المسار، إذ يتميز وضع هجرة اللحمة المتوسطة بتشكيل خلوي ممدود والالتزام بـ (ECM) المحيط بوساطة الإنتغرينات وتدهور (ECM) بواسطة البروتياز، وعلى النقيض من ذلك أثناء الهجرة الأميبية تكون الخلايا شديدة التشوه والتصاقها بـ (ECM) ضعيف نوعًا ما يتم تقليل النشاط أو غيابه.
يتيح الالتصاق المنخفض للخلايا في وضع الهجرة الأميبية للخلايا أن تتحرك بشكل أسرع نسبيًا من تلك المهاجرة في وضع الهجرة الوسيطة، وبشكل ملحوظ الخلايا السرطانية قادرة على تكييف وضع الهجرة الخاص بها مع الظروف البيئية المكروية المتغيرة، وهي ميزة تسمى مرونة الهجرة وعلى وجه الخصوص لوحظ أن معلمات (ECM) مثل الكثافة أو الصلابة تنظم الانتقال بين أوضاع الهجرة الأميبية واللحمة المتوسطة وهي ديناميكية للغاية وتشتمل على حالات وسيطة حيث تعرض الخلايا خصائص كل من الأنماط الظاهرية المهاجرة.
على المستوى الخلوي تمت دراسة تأثير خصائص (ECM) على الآليات الجزيئية لحركة الخلية الفردية باستخدام كل من الأساليب التجريبية والنظرية ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح كيف تسهم استجابات التكيف لأنماط الهجرة الأميبية واللحمة المتوسطة في عملية غزو الورم.
على وجه الخصوص من غير المعروف ما إذا كانت اللدونة الأميبية واللحمية المتوسطة تسمح بغزو أكثر فعالية مقارنة بالأنماط الأميبية غير التكيفية أو اللحمة المتوسطة حتى الآن، إذ تمت دراسة تأثير التفاعلات بين الخلايا المتحركة غير المتغيرة و(ECM) على غزو الورم فقط، كما اعتبر (Hecht) وزملاؤه نموذجًا قائمًا على الوكيل للنسب الثابتة من الخلايا الأميبية والخلايا اللحمية المتوسطة المهاجرة في بيئة تشبه المتاهة مع إشارة اتجاهية، وأظهروا أن مجموعة الخلايا الأميبية يمكن أن تستفيد من وجود عدد صغير من المسار الذي يخلق اللحمة متوسطة الخلايا.
أساليب دراسة حركة الخلية:
لدراسة آثار مرونة هجرة الأميبويد واللحمة المتوسطة على غزو الورم، ولتحديد التأثير المحدد للهجرة اللدونة للخلايا الفردية على ديناميكيات الغزو الكلي للخلايا، فإنه يعتمد على الحبوب الخشنة لنموذج قائم على الخلية أي الأوتوماتون الخلوي الاحتمالي (CA)، والذي يتم تحليله على مستوى السكان.
الأوتوماتا الخلوية الاحتمالية هي فئة من النماذج الرياضية المنفصلة مكانيًا وزمنيًا، والتي تسمح بنمذجة تفاعلات الخلية الخلوية والخلية (ECM) وكذلك ترحيل الخلية و تحليل السلوك الناشئ على مستوى مجتمع الخلية.
يعتبر (ECM) بمثابة حاجز مادي يفرض مقاومة ضد جسم الخلية المتحرك، حيث ان المعلمة المدروسة على نطاق واسع والتي تعيق حركة الخلية ميكانيكيًا هي كثافة شبكة (ECM)، وتمت ملاحظة الخصائص الفيزيائية الأخرى لـ (ECM) مثل المسامية، وكذلك الخصائص الميكانيكية الحيوية مثل صلابة (ECM) إما لتمكين أو تقييد ترحيل الخلية.
الأهم من ذلك أن خصائص (ECM) المختلفة ليست مستقلة ولكنها متصلة، وبالتالي على سبيل المثال، فإن كثافة (ECM) الليفية مرتبطة بشكل إيجابي بالصلابة وتتناسب عكسياً مع حجم المسام بحيث تؤثر التغييرات في أي من الخاصية على بنية (ECM) الإجمالية، وفي ضوء ذلك تم دمج خصائص (ECM) مثل الكثافة والصلابة في معلمة مجمعة تسمى المقاومة.
