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Visualización de las rutas de activación celular

Las células traducen los estímulos ambientales en respuestas intracelulares mediante la activación de receptores de membrana. La identificación de rutas de transducción celular a nivel molecular requiere emplear técnicas punteras.
Visualización de las rutas de activación celular
Durante la activación celular, la transducción de información dentro de las células depende de complejos de señalización transitorios y heterogéneos que implican receptores de superficie y proteínas intracelulares y adaptadoras. Estos agregados proteicos desempeñan un papel fundamental en la activación de linfocitos T y afectan a la capacidad del sistema inmunitario para responder de manera adecuada frente a patógenos invasores.

Las limitaciones de las técnicas experimentales existentes impiden la determinación de la estructura, contenido y organización de los complejos de señalización. Para identificar los complejos posteriores al receptor de los linfocitos T, el proyecto financiado por la Unión Europea PALM TCR COMPLEXES (Studying the structure and dynamics of TCR nucleated complexes at the single molecule level) combinó la microscopía de localización fotoactivada (PALM) con la microscopía de localización de molécula única (SMLM).

Los investigadores se propusieron modelizar cómo se estimulan durante la activación celular moléculas individuales que participan en los complejos de señalización. Estos trabajaron bajo la hipótesis de que los complejos presentan diferentes niveles de organización dinámica, que desempeñan las múltiples funciones de los linfocitos T activados.

Los resultados de las técnicas de imagen demostraron que los complejos de señalización están caracterizados por la organización a nanoescala de la membrana plasmática de linfocitos T activados. La reconstrucción óptica de las imágenes policromáticas adquiridas proporcionó una resolución inferior a 20 nanómetros, un nivel de detalle idóneo para estudiar los complejos de señalización a nivel de molécula única.

Las imágenes de molécula única de súper-resolución permitieron estudiar la complejidad de las interacciones moleculares, incluyendo el potencial de cooperación o competición en la unión molecular. Estos resultados demostraron que los complejos de señalización cooperan durante la activación de los linfocitos T. Finalmente, se emplearon modelos biofísicos y métodos estadísticos para identificar mecanismos clave de activación celular por complejos de señalización.

Las técnicas desarrolladas también son importantes para otros sistemas de señalización y mejorarán en gran medida la comprensión de la composición y formación de complejos de señalización durante la activación celular en la salud y la enfermedad. Esta información abrirá nuevas vías para el tratamiento farmacológico de enfermedades relacionadas con alteraciones celulares o una señalización aberrante como el cáncer.

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Palabras clave

Activación de linfocitos T, señalización, PALM TCR COMPLEXES, PALM, SMLM
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