התאים בגופנו נעים בקבוצות במהלך תהליכים ביולוגיים כמו ריפוי פצעים והתפתחות רקמות – אבל בגלל התנגדות, או צמיגות, התאים האלה לא יכולים פשוט לגלוש בצורה מסודרת זה על פני זה.
או שהם יכולים?
באמצעות שיטה חלוצית שפיתחו למדידת צמיגות ישירה בקבוצת תאים, מהנדסי אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון גילו תגלית מפתיעה שמשפרת את ההבנה כיצד תאים נעים.
זה נקרא "צמיגות שלילית", והוא מניע תאים, במקום מעכב אותם.
"התקדמות זו יכולה לאפשר לחוקרים לפתח מודלים טובים יותר לתנועת תאים, מה שעלול להוביל ליישומים עתידיים לבריאות האדם, כגון דרכים להאיץ ריפוי פצעים או להקל על תהליכים חיוניים בפיתוח רקמות", אומר ג'ייקוב נוטבוהם, פרופסור חבר להנדסת מכונות שהוביל את המחקר עם סטודנטית לתואר שלישי מולי מק'קורד.
Notbohm ומק'קורד פירטו את ממצאיהם במאמר שפורסם ב-4 בדצמבר 2025 בכתב העת PRX Life.
תאים יוצרים כוחות שגורמים להם לנוע, אך לא ברור כיצד הכוחות מתאזנים בין קבוצות תאים כדי ליצור תנועה. לכן מק'קורד ונוטבוהם רצו למצוא דרך למדוד את הצמיגות במערכת; גודל הצמיגות היה חלק חסר במשוואה להבנת תנועת התא הקולקטיבי.
בניסויים, החוקרים השתמשו בהדמיה אופטית כדי לנתח כיצד שכבה בודדת של תאי אפיתל מעוותת משטח ג'ל רך כשהם נדדו על פניו. זה איפשר להם לחשב כמה כוח ייצרו התאים.
לאחר מכן פיתח מק'קורד גישה חדשה לניתוח הנתונים שכללו הסתכלות על אזורים רב-תאיים שונים, או קבוצות תאים. הניתוח שלה גילה שיש אזורים של תאים שבהם הצמיגות, באופן בלתי צפוי, הייתה שלילית.
"הגילוי המפתיע הזה של צמיגות אפקטיבית שלילית מרמז על הזרקה – ולא פיזור – של אנרגיה לתוך הזרימה", אומר נוטבוהם. "לדוגמה, אם היית נוהג במכונית ולאוויר הייתה צמיגות שלילית, התנגדות האוויר הייתה דוחפת את המכונית קדימה במקום להתנגד לה, מה שנוגד את הכללים הפיזיקליים הסטנדרטיים".
עם זאת, נוטבוהם אומר שצמיגות שלילית אפשרית למערכות עם מקור אנרגיה – כמו תאים הממירים חומרים מזינים לאנרגיה. והוא ומקורד אכן גילו שלאזורים של תאים עם צמיגות שלילית הייתה פעילות מטבולית מוגברת – מה שמשקף דרישה מוגברת לאנרגיה בתאים אלו.
"כשהתחלנו את הפרויקט הזה, השאלה שלנו הייתה כמה גדול המספר של צמיגות", אומר נוטבוהם. "אבל עכשיו למדנו שעלינו לשאול שאלה אחרת: האם המספר הזה חיובי – או שלילי? גילוי זה ממסגר מחדש את הבעיה ומראה שיש משמעות להתייחס לצמיגות הזו כחיובית או שלילית, מה שלא נחשב קודם לכן".
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע (מענק מס' CMMI-2205141) והמכונים הלאומיים לבריאות (מענק מס' R35GM151171).
