Una investigación sobre la viscosidad celular amplía los conocimientos sobre las células cancerosas
Un equipo de investigadores de Alemania y Polonia dotado con fondos europeos ha realizado descubrimientos pioneros sobre la viscosidad del citoplasma celular que podrían servir para obtener un conocimiento más preciso del citoplasma de las células cancerosas. Este trabajo, coordinado por investigadores del Instituto de Química Física de la Academia de las Ciencias de Polonia (IPC PAS), fue financiado en parte mediante el Programa Operativo para la Economía Innovadora, perteneciente al Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). La viscosidad da una medida de la resistencia o el espesor de determinado líquido. Cuanto menos viscoso sea un líquido, mayor es la fluidez o facilidad de movimientos que permite su interior. El agua, por ejemplo, posee una viscosidad baja, mientras que la miel, más espesa y pegajosa, posee mayor viscosidad. El primero en examinar la viscosidad de líquidos complejos fue Albert Einstein en 1906, y desde entonces se ha dedicado un buen número de investigaciones a la viscosidad del citoplasma celular. Con los años se ha acumulado un conjunto considerable de datos que prueban que la movilidad de las proteínas pequeñas en el citoplasma es muy grande pese a hallarse en un medio de viscosidad citoplasmática elevada que en teoría dificultaría el movimiento en el interior del citoplasma. Dicha movilidad alcanza varios órdenes de magnitud más que lo que indicaba la fórmula de Einstein. En el estudio referido, publicado en la revista Nano Letters, se indagó en por qué las moléculas de las proteínas pequeñas apenas experimentan esta viscosidad citoplasmática al desplazarse por el interior de la célula. Los autores describen los cambios en la viscosidad medidos en varias soluciones y captadas mediante sondas de distintos tamaños, desde el nanométrico hasta el macrométrico. «Afinamos nuestras fórmulas y conclusiones anteriores para aplicarlas con eficacia a un número más elevado de sistemas, lo que nos permitió incluso realizar la primera descripción de la viscosidad citoplasmática en células cancerosas», apuntó el profesor Robert Holyst del IPC PAS. El equipo de investigadores logró describir los cambios en la viscosidad mediante una fórmula fenomenológica que contenía coeficientes de la misma naturaleza física. Dichos coeficientes ofrecen una descripción tanto del medio líquido (llenado por ejemplo con una red de polímeros -o agrupaciones de moléculas- de cadena larga) como del tipo de sonda (por ejemplo, una molécula proteínica) que se desplaza por el medio. La nueva fórmula puede usarse pues para sondas con tamaños que van desde una fracción de nanómetro hasta varios centímetros. Las relaciones halladas se confirmaron como válidas de manera general en varios tipos de líquidos, incluyendo soluciones con una estructura microscópica elástica (redes de polímeros en varios disolventes) y sistemas rígidos a escala microscópica (compuestos por micelas, conglomerados alargados de moléculas). El equipo también aplicó esta nueva fórmula para describir la movilidad de fragmentos de ADN y otras sondas en células musculares de ratón así como en células cancerosas humanas. «Hemos conseguido demostrar que la viscosidad de los líquidos en la célula en realidad depende no sólo de la estructura intracelular, sino también del tamaño de la sonda empleada para medir la viscosidad», explicó Tomasz Kalwarczyk, estudiante de doctorado de la IPC PAS. «Nuestra investigación ha dado lugar a un método novedoso para la caracterización de la estructura celular que consiste en medir la viscosidad del citoplasma.» Este descubrimiento tiene implicaciones de gran alcance. Ahora se podrán hacer cálculos más precisos del tiempo de migración de fármacos introducidos en células. Asimismo, estos conocimientos son aplicables en el ámbito de las nanotecnologías, por ejemplo en la fabricación de nanopartículas con soluciones micelares. Por último, los hallazgos de este estudio repercutirán en métodos avanzados de medición como la dispersión dinámica de luz, que permite suspender moléculas a analizar por tamaño.Para más información, visite: Instituto de Química Física de la Academia de las Ciencias de Polonia: http://www.ichf.edu.pl/indexen.html(se abrirá en una nueva ventana)
Países
Alemania, Polonia