Origin of dynamic Nematic order in epethelial cell layers

Abstract

Collective cell migration involves not only the need for cells to assemble into and sustain a certain architecture ? they must also coordinate their behaviors across space and time. Cells in a layer will arrange in different ways, depending on how cells are ordered. Our main goal is to study, quantitatively, how these defects appear and move in epithelial cell layers. Furthermore, it remains unclear how geometrical constraints affect the collective migration. It was in order to study these widely different characteristics that a series of experiments were developed in vitro, where mammalian, epithelial cells were seeded onto a surface where they were left to grow on and into tracks of different sizes. We were able to perform soft lithography and saw that leader cells in the layer migrate faster and pull the rest forward and, also, that some nematic-like defects arise in the layer. Coordinated migration may help to understand processes such as wound healing and tumor metastasis, while the presence of defects in living tissues may be linked to apoptosis.

La migración colectiva de células implica no solo la necesidad de que las células se unan en una arquitectura determinada, sino que también deben coordinar sus comportamientos en el espacio y el tiempo. Las células en una capa se esctructuran de diferentes maneras, dependiendo de cómo se ordenen. Nuestro principal objetivo es estudiar, cuantitativamente, cómo estos defectos aparecen y se mueven en capas de células epiteliales. Además, sigue sin estar claro cómo las restricciones geométricas afectan a la migración colectiva. Con el fin de estudiar estas características tan diferentes, se desarrollaron una serie de experimentos in vitro, en los que se sembraron células epiteliales de mamíferos en una superficie donde se dejaron crecer hasta entrar en pistas de diferentes tamaños. Pudimos realizar litografía y vimos que las células líderes en la capa migran más rápido y tiran del resto hacia adelante y, también, que surgen algunos defectos de tipo nemático en la capa. La migración coordinada puede ayudar a comprender procesos como la cicatrización de heridas y la metástasis tumoral, mientras que la presencia de defectos en los tejidos vivos puede estar relacionada con la apoptosis.

La migració col·lectiva de cèl·lules no implica solament la necessitat de que les cèl·lules s'ordenin en una arquitectura determinada, sinó que també han de coordinar els seus comportaments en l'espai i el temps. Les cèl·lules s'esctructuren en una capa de diferents maneres, depenent del seu ordre. El nostre principal objectiu és estudiar, quantitativament, com aquests defectes apareixen en capes de cèl·lules epitelials. A més, sigueix sense estar clar com les restriccions geomètriques afecten a la migració col·lectiva. Amb la finalitat d'estudiar aquestes caracterìstiques, es van desenvolupar una sèrie d?experiments in vitro, en els que s?establiran cèl·lules epitelials de mamífers en una superfície on creguin fins a entrar a taules de diferents midas. Vam poder realitzar litografia i vam veure com les cèl·lules líders son a la capçalera més ràpida i tiran de la resta cap endavant i, també, que es distingueixen alguns defectes de tipus nematic a la capa. La migració coordinada pot ajudar a entendre processos com la cicatrització de les herides i la metàstasi tumoral, mentre que la presència de defectes en els teixits poden estar relacionats amb l'apoptosi.