Realistic microscopic illustration of cancer and epithelial cells sensing distant tissue features via collagen matrix, highlighting research on extended cellular reach and metastasis.
Realistic microscopic illustration of cancer and epithelial cells sensing distant tissue features via collagen matrix, highlighting research on extended cellular reach and metastasis.
صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

Cells can sense 10 times farther than expected, a finding that may shed light on cancer spread

صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي
تم التحقق من الحقائق

Engineers at Washington University in St. Louis report that while single abnormal cells can mechanically probe roughly 10 microns beyond what they directly touch, groups of epithelial cells can combine forces through collagen to sense features more than 100 microns away—an effect the researchers say could help explain how cancer cells navigate tissue.

Researchers at Washington University in St. Louis say they have identified a form of long-range mechanical sensing that allows cells to detect features far beyond the surfaces they are physically attached to.

The study—led by Amit Pathak, a professor of mechanical engineering and materials science at the university’s McKelvey School of Engineering, with PhD student Hongsheng Yu as a co-author—was published in Proceedings of the National Academy of Sciences in 2025.

How far cells can “feel”

According to the researchers, prior work from the group showed that single abnormal cells with “high front-rear polarity,” a trait associated with migrating cells, can detect physical cues up to about 10 microns beyond their immediate point of attachment. They do this by pulling on and deforming surrounding collagen fibers in the extracellular matrix, which can transmit information about what lies ahead.

In the new work, the team reports that epithelial cells—cells that line surfaces of many tissues—can extend that sensing range dramatically when they move and deform collagen as a collective. Using a collagen–polyacrylamide double-layer hydrogel system, the researchers found that epithelial cell collectives could mechanosense an underlying “basal” substrate at depths greater than 100 microns, as measured through cell clustering behavior and collagen deformation.

“Because it’s a collective of cells, they are generating higher forces,” Pathak said in a university release describing the research.

Modeling suggests a two-stage process

The researchers also used computational modeling to examine how collective forces translate into long-range sensing. The model described the behavior as unfolding in two broad stages: an initial phase of cell clustering accompanied by dynamic collagen deformation, followed by a phase of cell migration and dispersal.

In the experiments described in the paper’s abstract, stiffer underlying substrates were associated with higher collagen deformation and stiffening and with reduced dispersal of epithelial clusters.

Why it matters for cancer research

In a summary released by the university, the researchers suggest that the ability to detect what lies ahead could help cancer cells escape a tumor and navigate surrounding tissue. The release argues that understanding how sensing range is controlled could point to strategies aimed at disrupting a cancer cell’s ability to “feel” its path, potentially limiting migration.

The work was supported by the National Institutes of Health under grant R35GM128764 and the National Science Foundation’s Civil, Mechanical and Manufacturing Innovation program under grant 2209684.

مقالات ذات صلة

3D cryo-expansion microscopy image of a killer T cell's immune synapse with a tumor cell, revealing nanoscale killing machinery organization.
صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

مجهر التمدد بالتبريد يكشف عن الهياكل ثلاثية الأبعاد للخلايا التائية القاتلة عند المشبك المناعي، بما في ذلك الأورام البشرية

من إعداد الذكاء الاصطناعي صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي تم التحقق من الحقائق

أفاد باحثون من جامعة جنيف والمستشفى الجامعي في لوزان أنهم تمكنوا من تصوير كيفية تنظيم الخلايا التائية السامة لآليات القتل الخاصة بها عند المشبك المناعي، وذلك في أبعاد ثلاثية وتحت ظروف قريبة من حالتها الطبيعية. وتطبق الدراسة، التي نُشرت في مجلة Cell Reports، مجهر التمدد بالتبريد على الخلايا التائية البشرية وعينات أنسجة الأورام، مما يوفر رؤى على مستوى النانو تهدف إلى دعم أبحاث المناعة والسرطان.

حدد باحثون في جامعة أوريغون للصحة والعلوم تدفقات سائلة خفية داخل الخلايا تقوم بنقل البروتينات بسرعة إلى الحافة الأمامية، وهو ما يتحدى المفاهيم التقليدية حول حركة الخلايا. وقد يفسر هذا الاكتشاف، الذي تم خلال تجربة دراسية، سبب انتشار بعض الخلايا السرطانية بشكل عدواني، وقد نُشرت النتائج في دورية نيتشر كوميونيكيشنز.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

طور باحثون في جامعة جنيف نموذجاً للذكاء الاصطناعي يسمى MangroveGS يتنبأ بخطر الإصابة بنقائل السرطان بدقة تصل إلى 80% تقريباً. تحلل الأداة أنماط التعبير الجيني في الخلايا الورمية، بدءاً من سرطان القولون، ويمكن تطبيقها على أنواع أخرى مثل سرطان الثدي والرئة. ويهدف البحث المنشور في دورية Cell Reports إلى تمكين علاجات أكثر تخصيصاً.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض