Les cèl·lules temptegen el seu entorn per explorar-lo

El procés mitjançant el qual les cèl·lules són capaces de percebre el seu entorn està regulat per la detecció de forces. Aquesta és la conclusió principal d’un estudi publicat a la revista Nature i liderat per l’equip de Pere Roca Cusachs, professor del Departament de Biomedicina i investigador a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), i que ha estat impulsat per la Fundació Bancària la Caixa.

«En la recerca hem determinat com les cèl·lules detecten la posició de les molècules (o lligands) del seu entorn, amb precisió nanomètrica», explica Roca Cusachs. «En adherir-se als seus lligands, les cèl·lules hi apliquen una força que poden detectar. Com que aquesta força depèn de la distribució espacial dels lligands, això permet a les cèl·lules temptejar el seu entorn. D’alguna manera, seria equivalent a reconèixer la cara d’algú a les fosques resseguint-la amb la mà, més que veient la persona». La interacció entre les cèl·lules i els seus lligands (o micro-entorn cel·lular) és essencial per mantenir la funció de qualsevol teixit, i de fet, la detecció de canvis en l’entorn cel·lular és fonamental en tot escenari en què hi hagi una remodelació de teixit, com pot ser el desenvolupament embrionari, la proliferació tumoral o el procés en què es tanca una ferida.

En el treball també s’ha vist com, «en funció d’aquesta distribució de forces de la cèl·lula, s’incideix en l’activació de la transcripció genètica, fenomen que determina quins gens s’expressen», apunta Roger Oria, primer autor de l’estudi i estudiant de doctorat de la UB en el Grup de Mecanobiologia Cel·lular i Molecular, que dirigeix Roca Cusachs a l’IBEC.

Amb aquest coneixement més integrat de com la cèl·lula detecta el seu entorn, els investigadors han comprovat que modificant les condicions de l’entorn de la cèl·lula (rigidesa i distribució dels lligands que formen la matriu extracel·lular) es pot controlar la resposta d’adherència de la cèl·lula i, fins i tot, definir un rang en el qual la cèl·lula s’adhereix i fora del qual no ho fa. Aquest resultat, apunta Roca Cusachs, pot ser especialment rellevant en processos tumorals, ja que està força acceptat que una major rigidesa està relacionada amb una major activació dels oncogens.

Fins ara se sabia que les cèl·lules eren capaces de percebre informació espacial i física a la nanoescala. De fet, es pensava que eren capaces de «mesurar distàncies», i per això s’havia llançat la hipòtesi de l’existència d’algun tipus de molècula patró que les ajudés en aquest procés. Aquest treball «contradiu» aquesta hipòtesi, afirma Roca Cusachs, en demostrar que les cèl·lules temptegen —més que no pas veuen— el seu entorn.

Per dur a terme el treball, els investigadors han desenvolupat uns substrats de gels tous en els quals s’incorpora un patró de nanoesferes d’or recobertes d’una proteïna i de les quals en poden controlar la separació. La cèl·lula reconeix aquestes nanoesferes com un lligand, i per tant, es pot mesurar de quina manera modulen la distribució de forces i el nombre de lligands als quals s’adhereixen en funció de la densitat.

En aquest treball han col·laborat, entre d’altres, el Institut d’Investigació en Enginyeria d’Aragó (Universitat de Saragossa), l’Institut Max Planck i la Universitat de Heidelberg (Alemanya).

Aquest treball ha estat finançat per la Comissió Europea, el Ministeri d’Economia i Competitivitat, la Generalitat de Catalunya, el Consell Europeu de Recerca, la Fundació Bancària la Caixa, la Fundació La Marató de TV3 i la Fundació Alemanya de Ciències.

 

Referència de l’article:

Roger Oria, Tina Wiegand, Jorge Escribano, Alberto Elosegui-Artola, Juan Jose Uriarte, Cristian Moreno-Pulido, Ilia Platzman, Pietro Delcanale, Lorenzo Albertazzi, Daniel Navajas, Xavier Trepat, José Manuel García-Aznar, Elisabetta Ada Cavalcanti-Adam i Pere Roca Cusachs. «Force loading explains spatial sensing of ligands by cells»Nature, desembre del 2017. Doi:10.1038/nature24662

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

S'està connectant a %s