Los elementos celulares fundamentales de la detección de la rigidez
Las células son las unidades estructurales más pequeñas y funcionales de cualquier organismo. Su capacidad para detectar cambios en la rigidez ayuda a las células a hacer frente a condiciones dinámicas y mantener una salud normal. En células tumorales, el mal funcionamiento del mecanismo de detección de la rigidez permite a estas células crecer en matrices flexibles, a diferencia de las células normales, que dependen de la rigidez de la matriz extracelular (MEC). Bajo los auspicios del proyecto RIGIDITY SENSING (Mechanisms of cellular rigidity sensing), los investigadores están determinando cómo pueden detectar las células la rigidez de la MEC mediante el estudio de las adhesiones MEC-célula y la generación de fuerzas mecánicas. En este sentido, se están estudiando no solo factores clave implicados en la adhesión celular como moléculas de integrina transmembrana, por ejemplo la RGD (Arg-Gly-Asp), presentes en la fibronectina, sino también la base molecular de la generación de fuerzas mecánicas. Los miembros del proyecto lograron avances significativos durante los dos primeros años del proyecto. Con el objetivo de favorecer la adhesión celular, estos emplearon diferentes técnicas para funcionalizar superficies con nanopuntos de oro para lograr una unión adecuada de ligandos RGD. Estas superficies nanofabricadas son necesarias para estudiar el reclutamiento de proteínas durante la adhesión MEC-célula y comprender el mecanismo de detección de la rigidez celular. Debido al éxito limitado de la pasivación de estas superficies empleando polietilenglicol, los investigadores están ahora evaluando la utilidad de bicapas lipídicas. Los estudios sobre los mecanismos de generación de fuerzas mecánicas empleando arrays de pilares elásticos de polidimetilsiloxano (PDMS) demostraron ser más eficaces. Los investigadores fueron capaces de estudiar el reclutamiento de proteínas por los pilares de PDMS durante la generación de fuerzas mecánicas mediante la microscopía de células vivas y análisis de altísima resolución. Estos también llevaron a cabo experimentos en los que se suprimió la expresión de proteínas seleccionadas para determinar su papel en la regulación de fuerzas mecánicas y en la detección de la rigidez. Finalmente, los investigadores lograron identificar con éxito factores importantes implicados en la detección de la rigidez de la MEC. La supresión de la expresión de la α-actinina o la tropomiosina-1 afectó a la capacidad de las células para detectar de manera eficaz la rigidez de la MEC. Como resultado, células epiteliales mamarias no transformadas fueron capaces de crecer en superficies muy flexibles. Los tumores agresivos han sido relacionados con un mal funcionamiento de los mecanismos de detección de la rigidez celular así como con la desregulación de los niveles de tropomiosina-1. Además de una mejor base de conocimientos, los descubrimientos del proyecto podrían ser empleados para desarrollar novedosas estrategias terapéuticas personalizadas contra el cáncer para pacientes con niveles bajos de tropomiosina-1.
