La respuesta celular a la fuerza mecánica
Muchos aspectos del comportamiento de las células reciben la influencia de fuerzas mecánicas, pero aún no se sabe a ciencia cierta la respuesta de cada célula a estos estímulos. Un equipo de científicos financiado con fondos comunitarios ha dilucidado la relación entre las señales que afectan al comportamiento de las células y sus propiedades físicas. El estudio fue financiado en parte por el proyecto RHOMECHANOVASC («Regulación de las proteínas Rho por fuerzas mecánicas en el sistema vascular»), al que se adjudicó una beca internacional Marie Curie de salida a terceros países por valor de más de 213 000 euros al amparo del Séptimo Programa Marco (7PM) de la UE. Los descubrimientos se han publicado en la revista Nature Cell Biology. Biólogos y físicos dirigidos por la Universidad de North Carolina en Chapel Hill (UNC-Chapel Hill, Estados Unidos) descubrieron que si se ejerce fuerza mecánica sobre células se activan proteínas Rho GEF por medio de rutas de señalización específicas. Según los investigadores, estas proteínas Rho pertenecen a la superfamilia RAS, una clase de proteínas asociada a la actividad cancerígena. Los autores ejercieron fuerzas sobre las células mediante imanes y partículas magnéticas. De este modo pudieron generar tensión extracelular. «La aplicación de fuerza sobre integrinas provoca reconfiguraciones citoesqueléticas y crecimiento de los complejos de adhesión asociados, lo que aumenta la firmeza celular, también conocida como refuerzo», indicaron los autores. «Aunque se sabe que RhoA desempeña una función en el refuerzo, los mecanismos moleculares que regulan su actividad aún no se conocen con exactitud. Al combinar métodos bioquímicos y biofísicos identificamos dos GEF (factor intercambiador de nucleótido de guanina), LARG y GEF-H11, como moléculas clave que regulan la adaptación celular a la fuerza. Mostramos que la estimulación de integrinas mediante fuerzas de tensión inicia la activación de estos dos GEF y su unión a complejos de adhesión.» En relación al éxito del estudio, el profesor Keith Burridge, autor sénior del estudio e investigador de biología celular y del desarrollo en UNC-Chapel Hill, indicó que: «Este experimento solamente fue posible porque conseguimos reunir un equipo de especialistas en física y biología celular. Es apasionante, porque hemos podido dilucidar la ruta completa desde la tensión ejercida sobre la célula hasta proteínas que, en respuesta, activan otras proteínas que sabemos que suelen presentar hiperactividad en el cáncer.» En estudios anteriores se mantenía que el entorno mecánico de las células influye en su crecimiento y propiedades. Las células tumorales sólidas normalmente presentan una firmeza alterada, por ejemplo. Otros estudios habían descubierto que el pronóstico empeora cuando la matriz celular adquiere rigidez. También se ha probado que los tumores rígidos se desprenden de más células que escapan del emplazamiento original del tumor y aumentan el riesgo de metástasis. Se ha propuesto la hipótesis de que la rigidez y la tensión de las células den lugar a un círculo vicioso que potencie el crecimiento, la densidad celular, la tensión y el tamaño de los tumores», explicó el profesor Burridge. Éste añadió que los fondos concedidos a los investigadores, entre los que se incluye una beca del University Cancer Research Fund («Fondo universitario para la investigación del cáncer»), otorgaron al equipo el apoyo necesario para obtener los resultados. En el futuro estos investigadores ahondarán en el tema y contribuirán a descubrir la relación entre las señales que influyen en las propiedades físicas y del comportamiento de las células.Para más información, consulte: Nature Cell Biology: http://www.nature.com/ncb/index.html UNC-Chapel Hill: http://www.unc.edu/index.htm
Países
Estados Unidos