נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
חקירת ההשפעה של משטחים עקמומיים על נדידת תאים: מודל העושה שימוש ב-PFK ובאלגינט ליצירת שקים בהרכבה עצמית
Investigating the Influence of Curved Surfaces on Cell Migration: A Model Using PFK and Alginate in Self-Assembled Sacs
תקציר בעיברית
נדידת תאים קולקטיבית היא תהליך בסיסי בתופעות ביולוגיות שונות, כולל התפתחות עוברית, ריפוי פצעים והתקדמות סרטן. רוב אירועי נדידת התאים מתרחשים על משטחים מעוקלים, שבהם התאים מציגים נדידה אקטיבית, התאמות מבניות ושינויים תפקודיים המושפעים מהמבנה הגיאומטרי הבסיסי. מחקר זה נועד להגביר את ההבנה שלנו כיצד תאים מתקשרים ונעים על משטחים מעוקלים, במיוחד עבור מודלים של תהליכים ביולוגיים. כדי ליצור משטח מעוקל, השתמשנו ב-PFK, פפטיד אמפיפילי סינטטי בעל מטען חיובי, הכולל 13 חומצות אמינו (פרולין, ליזין ופנילאלנין) היוצר באופן ספונטני מבני β-sheet. הפפטיד מורכב יחד עם אלגינט, ביופולימר בעל מטען שלילי המופק מאצות, הידוע בהתאמה הביולוגית ובתכונות ההידרופיליות שלו ונמצא בשימוש נרחב ביישומים ביו-רפואיים. על ידי טפטוף תמיסת אלגינט לתמיסת הפפטיד, יצרנו בהצלחה ממברנות כדוריות מסודרות היררכית המכונות שקים, ששימשו כמשטח המעוקל. תהליך הרכבה עצמית זה, שהושפע מגורמים כמו ,pH טמפרטורה, ריכוז וחוזק יוני, הוביל להיווצרות שקים. להערכת תנועת התאים על פני השקים השתמשנו בסוג התאים MDCK FUCCI II, מודל תאי אפיתל הנמצא בשימוש נרחב במכניקת רקמות ובמחקרי הגירה קולקטיבית. ההשערה שלנו הניחה כי משטח השק המעוקל ישפיע על תנועתיות התא ותפקודים תאיים אחרים. לפיכך, בחנו את כדאיות התא (חיות), התפשטות ותנועות קולקטיביות במשך מספר ימים על השקים. באמצעות מחקר זה, שאפנו להשיג תובנות לגבי ההשפעות של משטחים מעוקלים על התנהגות התא ולתרום להבנה הרחבה יותר של נדידת תאים בהקשרים ביולוגיים מורכבים.
תקציר באנגלית
Collective cell migration is a fundamental process in various biological phenomena, including embryonic development, wound healing, and cancer progression. The majority of cell migration events occur on curved surfaces, where cells exhibit active migration, structural adaptations, and functional alterations influenced by the underlying geometric structure. This study aims to enhance our understanding of how cells interact and move on curved surfaces, specifically for modeling biological processes. To create a curved surface, we utilized PFK, a synthetic positively charged amphiphilic peptide, comprising 13 amino acids (proline, lysine, and phenylalanine) that spontaneously forms a β-sheet structures. The peptide is co-assembled with alginate, a negatively charged biopolymer derived from algae, known for its biocompatibility and hydrophilic properties, widely used in biomedical applications. By dripping an alginate solution into the peptide solution, we successfully formed hierarchically ordered spherical membranes termed sacs, which served as the curved surface. This self-assembly process, influenced by factors such as pH, temperature, concentration, and ionic strength, led to the formation of sacs. For the assessment of cells movement of the sacs’ surface we employed the MDCK II FUCCI cell line, a widely utilized epithelial cell model in tissue mechanics and collective migration studies. Our hypothesis posited that the curved sac surface would influence cell motility and other cellular functions. Thus, we examined cell viability, proliferation, and collective movements over several days on the sacs. Through this study, we aimed to gain insights into the effects of curved surfaces on cell behavior and contribute to the broader understanding of cell migration in complex biological contexts.