Für den Monat Dezember 2020 geht das "Paper of the Month" der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an:
Sargon Groß-Thebing, Lukasz Truszkowski und Prof. Erez Raz aus dem Institut für Zellbiologie sowie an Dr. Daniel Tenbrinck (vormals: Angewandte Mathematik, FB10 Mathematik und Informatik) für die Publikation:

Using migrating cells as probes to illuminate features in live embryonic tissues
BY: Gross-Thebing, Sargon; Truszkowski, Lukasz; Tenbrinck, Daniel et. al.,
SCIENCE ADVANCES    Volume: 6 (49); Published: DEC 2020

Begründung der Auswahl:
Die Publikation beinhaltet nicht nur einen interessanten grundlagenwissenschaftlichen Aspekt (noninvasive Visualisierung der embryonalen Gewebsentwicklung), sondern sticht auch durch seinen grundlagenorientierten Lösungsansatz hervor und ist durch Mitarbeit mehrerer münsterscher Arbeitsgruppen entstanden.

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:
Die Eigenschaften von Geweben sind wichtig für die Entwicklung und Funktion von Organen. Gleichzeitig stehen sie in engem Zusammenhang die Zellwanderung durch den Körper zu beeinflussen, z.B. bei der Immunantwort infolge einer Entzündung oder bei der Bildung von Tumor-Metastasen. Gegenwärtige Methoden zur Charakterisierung von Gewebeeigenschaften erfordern die Nutzung von invasiven Werkzeugen, die das Gewebe beschädigen könnten. 

Wir haben eine neue Methode entwickelt, um den Einfluss von Geweben auf die Zellbewegung zu erforschen. Hierzu machten wir uns das Verhalten von Urkeimzellen zu Nutze, die sich unabhängig von richtungsweisenden Botenstoffen in Zebrafischembryonen fortbewegen. Durch Zusammenführen von 3D-Mikroskopiebildern mehrerer Organismen konnten wir Muster in der Zellverteilung erkennen und darüber Gewebestrukturen identifizieren, die die Zellbewegung beeinflussen. So konnten wir eine Gewebebarriere identifizieren und das abprallende Zellverhalten genauer studieren. Wir konnten zeigen, dass eine extrazelluläre Matrix die Barriere umhüllt, die das Protein Laminin enthält. Dieses Material wurde von den Keimzellen nicht durchdrungen. Stattdessen kehrten die Zellen ihre Polarität um und wanderten weg. 

Die Untersuchung und Aufschlüsselung der Mechanismen, wie normale Zellen auf Gewebebarrieren reagieren, werden unser Verständnis für das abnorme Verhalten metastasierender Zellen verbessern. Dieses Wissen wird helfen, das Fortschreiten der Krankheit zu verfolgen und neue Ansätze für entsprechende Therapien zu entwickeln.

Background and fundamental question of the publication:
The biophysical and biochemical properties of tissues are important for a range of processes in organ formation and function, and are especially relevant for pathological events involving cell migration, such as inflammation and cancer metastasis. Nevertheless, current methods for characterizing such features typically require destruction of the tissue, with the actual direct involvement of the parameters measured for disease conditions unknown. 

In this study, we established a novel method for identifying structures that influence cell migration in the context of the live tissue. The method enables the integration of results from a large number of samples, within which zebrafish germ cells that cannot perceive chemokine-encoded directional cues migrate. The method allowed mapping of structures the migrating cells do not invade and motivated more in-depth analysis of cell behavior upon interaction with one such tissue barrier. Conducting these experiments in early zebrafish embryos, we could show that the migration barrier is enveloped by extracellular matrix that contain the protein Laminin. This special material was not penetrated by the migrating germ cells that instead reversed their polarity and migrated away. 

The results are relevant for the fields of inflammation and cancer-cell metastasis. Defining the mechanisms by which normal cells respect tissue barriers, will enhance our understanding of the abnormal behaviour metastatic cells exhibit. This knowledge will help following the progression of the disease and devising relevant therapies.

Die bisherigen ausgezeichneten "Papers of the Month" finden Sie HIER.