%0 Generic
%A Kalafat, Melih
%D 2011
%F heidok:12036
%K Zytoskelett , Keratin , Kraft , Migrationcytoskeleton , keratin , force , migration
%R 10.11588/heidok.00012036
%T Biophysikalische Funktionen des Keratinnetzwerks in malignen Panc-1 Zellen
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/12036/
%X Die lebende Zelle ist ein hochkomplexes System, das von vielen gekoppelten und gleichzeitig ablaufenden Vorgängen im Inneren und durch äuÿere Signale reguliert wird. Dabei stellen mechanische Kräfte und die Geometrie der Umgebung wichtige Steuerungssignale auf zellulärer Ebene dar. Signale werden wahrgenommen und verarbeitet, wobei das dynamische Zytoskelett der Zelle eine zentrale Rolle einnimmt. Es reguliert insbesondere grundlegende Eigenschaften wie die mechanische Stabilit ät und Morphologie als auch deren Adaption, wie es in Migrationsprozessen notwendig ist. Kleinste Veränderungen wie die Abweichung des Zytoskeletts von der gewöhnlichen Struktur können somit groÿen Einuss auf das Gesamtverhalten einer Zelle haben. Dies wird besonders oensichtlich bei der Betrachtung von Migrationsph änomenen oder dem Eindringverhalten von Tumorzellen beim Durchqueren eines Zellverbands im Rahmen der Metastasierung. Ein vertieftes Verständnis über die Auswirkungen physikalischer Signale auf das Zytoskelett und die daraus resultierenden Zellreaktionen könnte somit zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze beitragen. Aus diesem Grund erscheint es wichtig, die Mechanismen der zellulären Biomechanik zu verstehen. In diesem Zusammenhang wurden in dieser Arbeit maligne Pankreas-Tumorzellen dem Einuss von mechanischen Kräften und verschiedener Oberächentopographien ausgesetzt, um den Einuss des Keratin-Zytoskeletts auf die morphologische Umgestaltung und die Migrationseigenschaften der Zellen zu untersuchen. Durch die Kombination von materialwissenschaftlicher, biophysikalischer und zellbiologischer Methoden zusammen mit einem interdisziplinären Ansatz wurde das induzierte Zellverhalten quantitativ charakterisiet. Die Untersuchung des Migrationsverhaltens und die morphologische Reorientierung des Zellkörpers bei periodischer Dehnung zeigen, dass die Zellen mit einem unveränderten Keratin-Netzwerk auf die ihnen dargelegten physikalischen Signale reagieren. Die Beobachtungen zeigen eine gerichtete Migration entlang topographischer Strukturen oder eine Zellpolarisation senkrecht zur mechanischen Dehnungsrichtung. Die Manipulation des Keratinnetzwerks durch die Behandlung der Pankreas Zellen mit dem Wirksto Sphingosylphosphorylcholin führt zu einer Umstrukturierung des Keratinnetzwerks von der Zellperipherie hin zum Zellkern. Die manipulierten Pankreas Zellen reagieren auf die gleiche physikalische Stimulation mit einem veränderten Zellverhalten. Die Tumorzellen zeigen nun einen höheren Grad der gerichteten Migration auf topographischen Substraten und eine schnellere zellmorphologische Umgestaltung bei den Dehnversuchen. Zusammenfassend zeigen die Analysen, dass die räumliche Ausdehnung und die Struktur des zellulären Keratinnetzwerks einen erheblichen Einuss auf die Migrationseigenschaften entlang von Oberächentopographien und die Zellreaktionen auf periodische mechanische Dehnungen hat. Dieser Einuss könnte möglichweise mit einer stabilisierenden Wirkung des Keratins auf das Aktinnetzwerk und die daraus resultierende Erhaltung der mechanische Zellintegrität erklärt werden.