Las células tienen una gran decisión: ¿deberían replicarse o dormir? Las células sanas pueden ir en cualquier dirección. Los interruptores de replicación de las células cancerosas están atrapados en la posición "encendido". Ahora un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Colorado Cancer Center que trabajan en CU Boulder's BioFrontiersInstituto y publicado hoy en la revista ciencia anula la sabiduría convencional de cómo funcionan estos interruptores, un modelo aceptado desde 1974 e incluido en los libros de texto actuales.
Muchos sistemas biológicos han desarrollado formas de adaptar su comportamiento reproductivo a su entorno. Tome las grajillas silvestres: cuando los recursos del ecosistema son limitados, las grajillas eclosionan menos huevos. Por supuesto, las grajillas tienen que sentir sus ecosistemas para hacer este ajuste. Las células hacen ello mismo, con los receptores de la superficie celular actuando como pequeñas manos que se extienden hacia el ecosistema que rodea la célula para ver qué pueden agarrar. Cuando un receptor / mano especializado agarra una molécula de factor de crecimiento, transmite la señal dentro de la célula, diciéndole a la célulapara iniciar otro paso a través del ciclo de replicación celular. Cuando estos factores de crecimiento están ausentes, las células entran en un estado similar al sueño llamado quiescencia.
Desde 1974, los científicos han pensado que las células toman la decisión de replicarse o inmovilizarse solo en una ventana corta durante la fase del ciclo celular llamada G1, como si las células tomaran su decisión de ir / no ir basándose en una instantánea de su entornoEl estudio actual, realizado por el laboratorio de Sabrina Spencer, PhD, investigadora del Centro de Cáncer de CU y profesora asistente en el Departamento de Bioquímica de CU Boulder, junto con el autor principal Mingwei Min, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio del Dr. Spencer, muestra que las células no, de hecho, depende de una instantánea para decidir si se replicará, es más como una película.
"Las células están integrando continuamente la disponibilidad de factores de crecimiento", dice Spencer. "Dado que el entorno fluctúa continuamente, tiene sentido que las células detecten continuamente su entorno a lo largo del ciclo celular para que puedan adaptarse adecuadamente".
Pero no culpe a los científicos de los años 70. El malentendido de la fotografía versus la película es una función de la tecnología antigua frente a la nueva. En la década de 1970, los científicos no podían ver células vivas individuales y en su lugar tenían que estudiar poblaciones de células.Para ver cómo los factores de crecimiento afectan la proliferación celular, los científicos tuvieron que sincronizar las células eliminando los factores de crecimiento para forzarlas a la inactividad, y luego agregar factores de crecimiento para ver si podían iniciar la replicación. Lo que encontraron es un "punto de restricción" enen ese momento, eliminar los factores de crecimiento ya no detendría la replicación, haciendo que parezca que la detección del factor de crecimiento ocurre solo justo antes del punto de restricción en G1.
Spencer es pionera en el uso de una nueva tecnología llamada microscopía de una sola célula. Básicamente, puede ver una sola célula viva a medida que avanza en su negocio. Esto significa que ya no tiene que sincronizar una población de células yen cambio, puede observar cómo las células individuales dentro de una población desordenada de células que abarcan el ciclo de replicación reaccionan a estos factores de crecimiento.
"La bioquímica de lo que la gente descubrió anteriormente es correcta, pero el momento no lo es", dice. La sincronización realizada en experimentos anteriores elimina la experiencia previa de las células de los factores de crecimiento, como presionar un botón de reinicio y luego proporcionarLos factores de crecimiento de estas células de reinicio hicieron que pareciera que solo perciben los factores de crecimiento antes del punto de restricción en la fase G1 del ciclo celular actual. Pero Spencer no necesitaba sincronizar las células y, por lo tanto, no necesitaba reiniciar mediante la restricción de los factores de crecimiento.
Lo que vio es que las células recuerdan.
Spencer descubrió que las células perciben los factores de crecimiento a lo largo de su ciclo celular anterior, de modo que eliminar los factores de crecimiento durante una hora al principio del ciclo celular anterior da como resultado un porcentaje menor de células que eligen lanzarse nuevamente a la replicación 15 horas más tarde.
"Las células están evaluando continuamente no solo la señalización del factor de crecimiento presente sino también la señalización del factor de crecimiento pasado", dice Spencer. "Normalmente, el 80 por ciento de las células se comprometen a la replicación, pero con un lapso de una hora en los factores de crecimiento, ustedse redujo al 65 por ciento, con un lapso de tres horas, se redujo al 40 por ciento, y con un lapso de seis horas, se redujo a solo el 10-20 por ciento, tomando la decisión de volver a ingresar al ciclo celular.punto de vista, esto significa que tienen memoria "
Esta memoria parece estar vinculada a la tasa de producción de proteínas de una célula. Cuando Spencer eliminó los factores de crecimiento, la producción de proteínas se redujo drásticamente y, junto con ella, la producción de una proteína importante llamada Ciclina D, que en gran parte controla la entrada en elciclo celular. Con una menor Ciclina D también un objetivo principal para los medicamentos contra el cáncer, menos células optaron por replicarse.
"Creemos que la ciencia básica es bastante emocionante. Y además, la buena noticia en el contexto del cáncer es que las células son continuamente sensibles a la señalización del factor de crecimiento; por ejemplo, en una enfermedad como el melanoma, no habría"golpear las células en G1 para bloquear ese ciclo", dice Spencer. "Comprender cuándo las células se preocupan por recibir esas señales, y cuándo las células son sensibles a las drogas que bloquean estas señales, puede ajustar cómo las personas utilizan esas drogas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Campus Médico Anschutz de la Universidad de Colorado . Original escrito por Garth Sundem. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :