Skip to main content

A new class of microtubules in the spindle exerting forces on kinetochores

Article Category

Article available in the folowing languages:

Un descubrimiento celular ofrece oportunidades para crear nuevos métodos de tratamiento del cáncer

Un gran avance en la comprensión de los mecanismos subyacentes a la división celular —y de los motivos por los algo puede salir mal— podría abrir las puertas a una nueva generación de estrategias carcinostáticas.

Investigación fundamental

Cuando una célula se divide, forma un huso hecho de microtúbulos. Estos microtúbulos actúan como cintas transportadoras en el interior de las células y transportan los cromosomas —las moléculas de ADN que contienen nuestro material genético— a través de unas proteínas de adhesión especiales. Los intentos por comprender totalmente este proceso, así como el papel que desempeñan los microtúbulos en la división de los cromosomas, se han materializado hace poco gracias la disponibilidad de técnicas vanguardistas de microscopía y microcirugía láser. Iva Tolić, profesora de Biología en el Instituto Ruđer Bošković de Zagreb (Croacia) y coordinadora del proyecto NewSpindleForce, aprovechó estos avances tecnológicos para explorar su hipótesis de que una nueva clase de microtúbulos, que denominó «microtúbulos de conexión», tiene una función esencial en este proceso. «Estaba segura de que comprender el papel de los microtúbulos de conexión en los movimientos de los cromosomas no solo arrojaría luz sobre el mecanismo de la segregación cromosómica, sino que también abriría las puertas a nuevas estrategias carcinostáticas», comenta. «El huso ya es un objetivo importante en la quimioterapia».

Técnicas de vanguardia

El proyecto desarrolló nuevos métodos para observar y manipular los husos. Dichos métodos incluyeron la microscopía de expansión del huso, el corte con láser de los microtúbulos del huso para separarlos y la eliminación aguda de las proteínas del huso mediante optogenética. Esta técnica biológica requiere el uso de luz para controlar el comportamiento celular. «Estos avances tecnológicos serán recursos valiosos para la comunidad científica», señala Tolić. Al combinar los modelos teóricos con estas nuevas tecnologías, el proyecto NewSpindleForce consiguió demostrar que los microtúbulos de conexión existen realmente y desempeñan un papel clave en la estimulación del alineamiento de cromosomas en el centro del huso. Asimismo, los experimentos del equipo contribuyeron a identificar otro mecanismo impulsor de la segregación cromosómica en las células humanas. «Nuestro trabajo mostró que los microtúbulos de conexión se deslizan igual que una escalera telescópica de un camión de bomberos», explica Tolić. «Esta acción de deslizamiento ayuda a segregar los cromosomas. Nosotros descubrimos que hay dos tipos de motores mitóticos, es decir, de proteínas que se mueven por los microtúbulos, que impulsan el deslizamiento de estos microtúbulos de conexión. Por lo tanto, este mecanismo tiene unas funciones fundamentales en la división de las células humanas». Por último, el equipo del proyecto hizo el hallazgo inesperado de que el huso es quiral (asimétrico). «Observamos que los conjuntos de microtúbulos giran siguiendo una trayectoria helicoidal hacia la izquierda. «Esto nos permitió concluir que en el huso existen fuerzas de rotación, además de fuerzas de empuje y arrastre».

Comprensión de la división celular

Los nuevos conceptos y métodos desarrollados a través de NewSpindleForce prometen mejorar nuestra comprensión no solo de los husos y la división celular, sino también de las razones por las que se producen errores en la segregación cromosómica. «Observamos que la alteración simultánea de dos tipos de proteínas motoras produce un fallo total de la segregación cromosómica por el bloqueo de la elongación del uso», explica Tolić. «Tales errores son característicos de varias enfermedades graves, por lo que revelar sus orígenes es extremadamente interesante y tiene el potencial de crear nuevas aplicaciones médicas». El proyecto financiado por el CEI también permitió a Tolić contratar a cuatro estudiantes de doctorado, un investigador posdoctoral, un científico experimentado y un director de laboratorio. «Este proyecto ha contribuido mucho a las carreras de todos los participantes», señala. «Tres jóvenes investigadores se doctoraron mientras trabajaban en este proyecto y un investigador posdoctoral consiguió un puesto de profesor adjunto». Asimismo, está segura de que esta investigación fundamental servirá de base para trabajos importantes relacionados con la división celular en el futuro. «Mi grupo de investigación sería sustancialmente más pequeño sin este proyecto del CEI», afirma. «Lo más importante es que este proyecto me ayudó a desarrollar ideas y metodologías nuevas para futuros proyectos».

Palabras clave

NewSpindleForce, célula, cromosoma, huso, proteínas, enfermedades, cáncer, genética, ADN

Descubra otros artículos del mismo campo de aplicación

Tendencias científicas
Investigación fundamental

27 Mayo 2021