Identifiquen un mecanisme pel qual les cèl·lules interactuen amb la seva matriu

Les cèl·lules d'un organisme no només interactuen entre si, sinó també amb la matriu extracel·lular que les envolta. Els científics estan descobrint un paper molt més important per a aquesta estructura secretada per les pròpies cèl·lules, tant en el funcionament normal de l'organisme com en el desenvolupament de nombroses patologies. Un treball recent d'investigadors ha trobat un mecanisme d'interacció entre les cèl·lules d'un organisme i la seva matriu extracel·lular.

Mosca del vinagre

Un nou treball publicat a eLife, descriu un mecanisme de comunicació entre cèl·lules que permet organitzar aquesta matriu extracel·lular, i com aquesta estructura afecta les cèl·lules per un procés de retroalimentació o feedback.

L'equip d'investigadors utilitza Drosophila melanogaster (la mosca del vinagre) per fer aquests estudis, un sistema particularment útil en la investigació biomèdica. En particular, el seu treball s'ha centrat en el sistema traqueal, uns tubs amb una funció anàloga a l'aparell respiratori humà. Aquest sistema té una matriu extracel·lular que recobreix les tràquees per dins, formant una estructura comparable a la d'un tub d'aspirador.

Fins ara, es creia que aquesta matriu només tenia una funció estructural per evitar el col·lapse del tub, però l'equip de científics ha demostrat que té també una funció reguladora sobre les cèl·lules que el formen.

Ja en 1929, el biòleg canadenc W. R. Thompson va publicar un treball on va descriure el sistema traqueal i aquesta estructura. I encara que podia descriure-la, no va poder explicar com es produïa la seva formació. Ara el nou treball aporta una explicació per a aquest enigma de fa més de 80 anys. El context biològic on es troben les cèl·lules no només modifica la seva conducta, sinó també la seva estructura interior. Quan els investigadors van modificar només la matriu extracel·lular, el citoesquelet de la cèl·lula es va veure igualment alterat.

És un doble mecanisme. Primer els filaments d'actina, un component molt important de l'esquelet cel·lular, fan de motlle perquè es dipositi la quitina de la matriu. Després la pròpia matriu estabilitza el citoesquelet de la cèl·lula mantenint a l'actina al seu lloc. Els científics proposen a Src42A com un dels actors principals d'aquest sistema, una proteïna de la família de les cinases que regula l'estructura dels filaments d'actina. La interacció entre la cèl·lula i la seva matriu extracel·lular també és molt important en processos inflamatoris o cancerosos. 

Més informació ací. 

Una proteína del andamio celular podría reprimir el cáncer

Un equipo internacional de investigadores, con la ayuda de la Universidad de Barcelona, han comprobado que la proteína tripomiosina 2.1 actúa como un supresor del crecimiento en matrices extracelulares blandas. Este resultado revela el potencial de esta proteína del citoesqueleto para reprimir la proliferación de células cancerígenas.


Las células tienen la capacidad de detectar la rigidez de la matriz extracelular, que es un conjunto de moléculas que proporcionan soporte estructural y bioquímico, que afecta a procesos esenciales como el desarrollo y la cicatrización de la heridas.

Después de formar adhesiones en la matriz, las células miden su rigidez aplicando fuerzas sobre ellas mediante microcontracciones. Las células en matrices blandas aplican fuerzas suaves, impidiendo la proliferación y el crecimiento celular. Al contrario en las matrices rígidas la adhesión es más fuerte y las células aplican fuerzas superiores y proliferan.

 No ocurre lo mismo cuando se trata de células cancerosas, ya que estas son capaces de proliferar en matrices blandas independientemente del nivel de adhesión de las matrices. Incluso pueden crecer aunque no estén adheridas a la matriz extracelular, lo cual indica que el sistema de detección de rigidez no está funcionando correctamente.

Los investigadores analizaron la capacidad de detectar la rigidez con una nueva tecnología de alta resolución que monotoriza las fuerzas de contracción de las células al desplazarse en un sustrato de micropilares.

De esta forma descubrieron unidades contráctiles de actomiosina, que son complejos proteicos análogos a las fibras musculares a nivel muscular, que movían de manera simultánea pilares opuestos en pequeños pasos de forma regular.

Las actomiosinas miden la rigidez contando el número de pasos necesarios para alcanzar el nivel de fuerza que activa la captación de otra proteína la alfa-actina, que actúa de unión y presenta múltiples funciones en diferentes tipos celulares.

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Una-proteina-del-andamio-celular-podria-reprimir-el-cancer

La tropomiosina 2.1, el freno del cáncer

Proliferación celular

         Las células pueden medir la rigidez de su matriz extracelular a través de contracciones. Hay dos tipos de matrices:
         - Blandas: se aplican contracciones suaves impidiendo la proliferación y el crecimiento.
         - Rígidas: contracciones más fuertes que provocan la proliferación.
         Por otro lado, las células cancerosas pueden proliferar tanto en matrices blandas como rígidas. Esto significa que el sistema de detección no funciona bien.
         Investigadores españoles, estadounidenses y asiáticos han descubierto que la tropomiosina 2.1 limita el crecimiento celular en matrices blandas, controla su fuerza y el funcionamiento del detector. Pero, si se veía alterada o desactivada se reducía la actomiosina, la fuerza se elevaba y provocaba la proliferación de células cancerosas.
         Además, gracias a la tecnología pudieron monitorizar las contracciones de la células al desplazarse. Con esto, descubrieron unidades contráctiles de actomiosina. A su vez, está medía la rigidez que hacía falta para alcanzar el nivel de fuerza que activa la captación de la α-actina.


         Para más información click aquí.
         La imagen se ha extraído de esta fuente.
         Este post se puede relacionar con el tema 8, 17 y 19 ("Citosol y esqueleto", "Biologia de los microorganismo" y "Inmunologia") del libro de Biologia de 2º de Bachillerato.