Suponga que vive en una casa de ladrillos y nota grietas en el mortero que dejan entrar aire frío, lluvia y plagas de insectos. Puede llamar a un albañil para reparar esas fugas y restaurar la barrera que evita que entre el aire libre.
De la misma manera, láminas de células en nuestro cuerpo llamadas tejidos epiteliales recubren nuestros órganos, creando barreras similares a paredes que nos protegen de bacterias, virus y otros invasores que causan enfermedades. Y cuando surgen brechas potencialmente dañinas entre estas células,se activa un interruptor molecular para llamar al equipo de reparación y reparar las fugas.
Usando una nueva técnica de imágenes en vivo que desarrollaron, los investigadores de la Universidad de Michigan lograron la primera detección directa de fugas de corta duración en los tejidos epiteliales a medida que ocurren. Su nuevo ensayo de barrera de microscopía también les permitió descubrir que el mecanismo de reparación involucraactivación de una proteína llamada Rho.
El nuevo ensayo podría ayudar a proporcionar información sobre los mecanismos de las enfermedades que se dirigen a la barrera epitelial: dolencias causadas por microbios y alérgenos, así como varios estados inflamatorios, trastornos inmunitarios, diabetes e incluso cánceres. Y el ensayo podría usarse potencialmentepara examinar medicamentos para tratar esas afecciones, según los investigadores.
Los hallazgos del equipo están programados para su publicación en línea el 14 de febrero en la revistaCélula de desarrollo. Ann Miller, profesora asociada en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de la UM, es autora principal del artículo. La primera autora es Rachel Stephenson, científica investigadora en el laboratorio de Miller que llevó a cabo el proyecto para su tesis doctoral.disertación.
"Una pregunta importante sin respuesta sobre los tejidos epiteliales es: ¿Cómo pueden las uniones entre las células mantener la función de barrera biológica incluso cuando las células cambian de forma?", dijo Miller.
En el estudio, el equipo de Miller usó células epiteliales en embriones de ranas vivas, que tienen uniones entre células similares en estructura y composición de proteínas a las de los tejidos epiteliales humanos.
Durante el desarrollo embrionario, muchas células epiteliales trabajan juntas para doblar y plegar los tejidos. Usando su nuevo ensayo de microscopía, que se conoce como ZnUMBA por Ensayo de barrera microscópica ultrasensible basado en zinc, los investigadores estudiaron lo que sucede a nivel celular cuando el tejido epiteliallas uniones célula-célula se estiran.
Mostraron que las fugas en la función de barrera ocurren cuando las uniones célula-célula se alargan. Pero las fugas son de corta duración, lo que sugiere que existe un mecanismo de reparación activo.
En una investigación más profunda, los investigadores descubrieron que el mecanismo de reparación implica la activación local de la proteína Rho, en un estallido repentino de actividad que denominaron destello de Rho. Rho luego activa las proteínas que contraen la unión, reparándola.
"Descubrimos que las células normalmente son muy proactivas cuando se trata de mantener la barrera", dijo Stephenson. "Este mecanismo de reparación ocurre rápidamente y se lleva a cabo muy localmente, afectando solo una pequeña parte de la unión celular, en lugar de múltiples célulaso todo el tejido.
"Creemos que este enfoque proactivo es lo que le da a nuestras células la flexibilidad para moverse y cambiar de forma sin comprometer la función de barrera del tejido. Las enfermedades que involucran una barrera con fugas pueden deberse a un mecanismo de reparación defectuoso o a la incapacidad de las células para detectarfugas y encienda el interruptor".
Stephenson y otros miembros del Miller Lab ahora están trabajando para determinar cómo se enciende el interruptor para encender Rho en el momento y lugar correctos y para identificar otras proteínas que forman parte del equipo de reparación celular para tapar las barreras biológicas con fugas.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Universidad de Michigan. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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