Mechanosignalen

Mechanosignalen verwijzen naar signaaltransductie die wordt geactiveerd door mechanische stimuli zoals rek, druk, shear-stress en de stijfheid van de extracellulaire matrix. Deze mechanische cues worden omgezet in chemische signalen die het gedrag van cellen regelen, bijvoorbeeld migratie, groei en differentiatie.

Mechanismen en sleutelfactoren bestaan uit mechanosensoren zoals integrines in focal adhesies, stretch-activated ionkanalen (bijvoorbeeld Piezo1/2), primary cilia en bepaalde GPCRs. Het mechanotransductieproces koppelt fysieke krachten aan intracellulaire routes via cytoskeletale veranderingen, calciumflux en signaalroutes zoals MAPK/ERK, RhoA/ROCK en PI3K/Akt. Daarnaast spelen de YAP/TAZ-transcriptiefactoren een centrale rol bij de interpretatie van matrixstijfheid en nucleaire mechanische signalen. Veranderingen in de stijfheid van de omgeving leiden vaak tot herordening van het cytoskelet en tot gewijzigde genexpressie.

Biologisch is mechanosignaling betrokken bij ontwikkeling, weefselhomeostase en remodellering van bot en spier, evenals bij wondgenezing en spierfunctie. In de pathologie kan afwijkende mechanosignaling bijdragen aan kankerprogressie, fibrose, atherosclerose en osteoartrose, doordat mechanische omgevingen migratie, proliferatie en differentiatie van cellen beïnvloeden.

Onderzoek en toepassingen richten zich op modellen met variërende substraatstijfheid, krachtsmetingen zoals traction force microscopy en technieken zoals AFM om mechanosignaleringsnetwerken in kaart te brengen. Klinisch worden componenten van mechanosignaling onderzocht als potentiële therapeutische doelen.