Amoeboid-Zellen unterliegen Durotaxis mit einer weich polarisierenden NMIIA

Die Migration von Zellen zu starren Substraten wird als Durotaxis bezeichnet und ist an der Entwicklung, Wundheilung und Krebs beteiligt, bei denen komplexe Wechselwirkungen zwischen immunen und nicht-immunen Zellen vorhanden sind. Im Vergleich zu den sich abzeichnenden Mechanismen, die der stark adhäsiven mesenchymalen Durotaxis zugrunde liegen, ist wenig darüber bekannt, ob Immunzellen – die im amöboiden Modus migrieren – mechanische Hinweise folgen können. Hier entwickeln wir ein bildgebungsbasiertes, eingeschränktes Migrationsgerät mit Steifigkeitsgradient. Durch die Verfolgung der Trajektorie lebender Zellen und die Analyse der Richtung von T-Zellen und Neutrophilen beobachten wir, dass amöboide Zellen Durotaxis ausführen können. Wir skizzieren weiter den zugrunde liegenden Mechanismus, bei dem die Nicht-Muskelspezifische Myosin IIA (NMIIA) zur weicheren Matrixseite polarisiert wird, jedoch möglicherweise keinen unterschiedlichen Aktinfluss entlang des Steifigkeitsgradienten erfordert. Mit dem Protisten Dictyostelium zeigen wir die evolutionäre Erhaltung der amöboiden Durotaxis. Schließlich werden diese experimentellen Phänomene theoretisch durch ein aktives Gelmodell erfasst, das in der Lage ist, mechanosensibel zu sein. Insgesamt könnten diese Ergebnisse neue Einblicke in die Immunüberwachung und die kürzlich identifizierte eingeschränkte Migration von Krebszellen innerhalb des mechanisch inhomogenen Tumormikroenvironment oder der entzündeten fibrösen Gewebe bieten.