Determinar las interacciones de las células con el entorno
Las células tienen una capacidad intrínseca para mantener su integridad mecánica a la vez que modifican su forma de manera dinámica. Este fenómeno es el resultado de la interacción entre la membrana plasmática y la matriz extracelular, proceso que está mediado por el citoesqueleto y varias moléculas de adhesión. Diferentes funciones celulares incluyendo tanto la división y la migración celular como la detección de señales mecánicas dependen de esta compleja interacción. Con el fin de determinar cómo interaccionan las células y su entorno, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea CYTOANCHOR (Actin-membrane anchoring in giant liposomes: a biomimetic system to study cell mechanics) se propusieron estudiar este fenómeno a diferentes niveles. Estos emplearon varios modelos experimentales para estudiar el entorno de la matriz extracelular, el citoesqueleto intracelular y la propia célula. Con respecto a la matriz extracelular, los investigadores de CYTOANCHOR se centraron en el estudio de la fibrina, la matriz nuclear tridimensional de los coágulos sanguíneos. Estos identificaron las etapas de compactación de las fibras de esta proteína durante la formación y la maduración de los coágulos sanguíneos de fibrina, un proceso clave tanto para el endurecimiento de los coágulos sanguíneos como para su capacidad para degradarse. Curiosamente, se descubrió que la fibrina puede mantener una memoria mecánica tras una deformación, hecho que le permite adaptar su estructura después de ejercer una fuerza o tensión. Los investigadores lograron predecir las propiedades de la fibrina mediante un modelo teórico para polímeros semiflexibles, que también proporcionó información sobre los mecanismos de agregación de varios biopolímeros. El estudio de las dinámicas de la actina a nivel de filamento motivó el descubrimiento de que los filamentos de actina se alinean y se desensamblan de manera suave y fluida sin desenredarse. También se observó que el comportamiento de las redes de actina estaba afectado por agentes reticulantes, que determinaban la contractibilidad y la dinámica de la actina. Los investigadores examinaron el comportamiento celular en matrices de colágeno parecidas a tejidos y llegaron a la conclusión de que las células pueden interaccionar con su entorno mediante procesos recíprocos, una propiedad relacionada con la invasión celular. En este sentido, el efecto de fármacos antimigratorios dependía de la condición de la matriz extracelular, un hallazgo con implicaciones de gran calado en el campo del descubrimiento de fármacos. Además de proporcionar conocimientos fundamentales, los resultados de CYTOANCCHOR podrían ser empleados para el diseño de novedosos materiales biológicos biocompatibles y matrices para aplicaciones prácticas en medicina regenerativa.
Palabras clave
Células, membrana, matriz extracelular, citoesqueleto, actina, fibrina, agente reticulante
