Een multischaal, integratieve benadering voor de studie van cel-matrix mechanica en mechanotransductie tijdens celadhesie.

Cel-matrix mechanica is van cruciaal belang voor verschillende fysiologische en pathofysiologische processen. Het beïnvloedt celadhesie, migratie, proliferatie en differentiatie en is van essentieel belang voor het begrijpen van bijvoorbeeld de vorming van bloedvaten, de uitzaaiing van kanker en weefselregeneratie en ontwikkeling. Cellen onderzoeken de mechanische eigenschappen van de extracellulaire matrix (ECM) door tractiekrachten te gebruiken. De pericellulaire mechanische omgeving die zo gecreëerd wordt is afhankelijk van de mechanische eigenschappen van de ECM en van de cellulaire actieve (contractiele) en passieve mechanische eigenschappen. Celadhesie omvat complexe feedback mechanismen tussen mechanische en chemische signalen die zich op extracellulair, cellulair en subcellulaire lengteschalen afspelen. Om deze mechanismes beter te begrijpen, is er een multischaal integratieve aanpak die kwantitatieve, computationele modelering en geavanceerde microscopische methodes combineert en die de kwantitatieve data op de verschillende lengteschalen verbindt, vereist. Dit project zal zon aanpak bewerkstelligen. Het zal een interdisciplinair platform voor het onderzoek naar celadhesie in 3D fibreuze ECMs (hydrogels), dat biomechanica, multischaal modelering en bio-beeldvorming combineert, creëren. Het onderzoek zal resulteren in een duidelijke methodologische verbetering van de huidige kennis: een nieuwe methode voor het berekenen van de tractiekrachten en een nieuw multischaal computationeel model van celmechanica en mechanotransductie voor een cel die in een fibreuze hydrogel zit, gebaseerd op data die verkregen werden met de geavanceerde optische microscopie. Deze unieke benadering zal leiden tot nieuwe inzichten op de generische mechanismes die celadhesie beheersen. Dit is zeer relevant voor vele toepassingen die celcultuur ontwikkeling in een 3D omgeving gebruiken, zoals weefselengineering.

Trefwoorden:Cell-matrix mechanics, Extracellular matrix, Multilevel integrative approach, Cell adhesion

Disciplines:Biomechanica