¿Cómo los tipos de células móviles como los leucocitos o las células cancerosas metastásicas alcanzan su lugar de acción durante la vigilancia inmune o la diseminación del cáncer, respectivamente? El grupo de investigación alrededor de Michael Sixt en IST Austria ahora ha demostrado que los leucocitos usan su núcleo como regla para detectar susentorno para los poros más grandes, y así encontrar el camino de menor resistencia.
Ciertos tipos de células se arrastran continuamente por el cuerpo para alcanzar su lugar de acción. Por ejemplo, todos los leucocitos, los glóbulos blancos del sistema inmunitario, en el cuerpo humano cubren una distancia acumulada de más de 100,000 km por hora.En su viaje, estas células migratorias tienen que encontrar su camino a través de un laberinto tridimensional lleno de otras células y matriz extracelular. Ciertos tipos de células células mesenquimatosas como los fibroblastos avanzan al digerir el tejido con el que se encuentran, dejando asídetrás de un túnel como una estela de devastación.Los leucocitos, por otro lado, muestran una forma de movimiento ameboide que les permite moverse 100 veces más rápido. Además, no digieren ni remodelan su entorno si lo hicieran, perforarían¡El cuerpo con más de dos millones de kilómetros de túneles por día!. Cómo estas células extremadamente rápidas navegan a través de la densa malla de fibras de tejido conectivo intersticiales sin dañar otras células ha sido de gran interésst a los biólogos celulares.El profesor Michael Sixt y su equipo, incluido el primer autor Jörg Renkawitz, Postdoc en IST Austria en el momento del estudio y ahora liderando su propio grupo de investigación en el Centro Biomédico de la Universidad Ludwig-Maximilians en Munich, Alemania, ahora han encontradodescubra cómo los leucocitos logran elegir el camino de menor resistencia al navegar a través de entornos complejos.
Nucleus mide el tamaño de poro y ayuda a los leucocitos a avanzar a toda velocidad
Para comprender el mecanismo detrás de esta forma selectiva de movimiento celular, los investigadores construyeron una carrera de obstáculos para los leucocitos en el tejido reconstituido donde las células podían elegir entre poros de diferentes tamaños mientras seguían señales direccionales globales como gradientes quimiotácticos. Lo que observaron fue que siemprelas células ameboides tenían una opción, usaban los poros más grandes, es decir, el camino de menor resistencia. En otras pruebas, los científicos descubrieron que las células facilitan este movimiento direccional activo al empujar mucho su núcleo hacia el frente de la célula para que puedasirven como una especie de indicador o regla mecánica. En otras palabras, a medida que la célula se mueve hacia adelante, aplica fuerzas citoesqueléticas para insertar su núcleo en varios poros adyacentes para medir el tamaño de los poros. Michael Sixt: "El organelo habitual para dirigir una célula esel frente principal rico en actina, que explora el medio ambiente. Inesperadamente, encontramos que esto no es lo que determina el camino de un leucocito. En cambio, es el nÚcleo que guía la célula a través de los poros más grandes.Esto tiene sentido ya que el núcleo es la parte más voluminosa de la célula y también sensible al daño ".
Los microtúbulos se aseguran de que las células no estén fragmentadas al pasar por los poros
Cada vez que las células empujan con éxito su núcleo a través de un poro, tienen que retraer las protuberancias sin núcleo, que todavía están insertadas en los otros poros, para evitar enredarse o incluso fragmentarse. Para decirle a las protuberancias que se retraigan, los microtúbulos desaparecende estas protuberancias tan pronto como el centro organizador de microtúbulos que siempre sigue al núcleo pasa a través de un poro. Esta desaparición de los microtúbulos desencadena la contracción de actomiosina y la célula finalmente retrae las protuberancias restantes. Cuando los investigadores destruyeron activamente los microtúbulos, las células se enredaronporque las protuberancias supernumerarias no se retrajeron, siguieron avanzando a través de otros poros y migraron en muchas direcciones. Finalmente, la célula se fracturó en pedazos y murió. "Nuestros hallazgos se basan en el análisis de leucocitos. Sin embargo, lo más probable es que los mecanismos sean loslo mismo para cualquier otro tipo de células ameboides involucradas en procesos de desarrollo, inmunidad o regeneración.El mecanismo podría ayudar a explicar cómo las células cancerosas se mueven de una parte del cuerpo a otra para formar metástasis y, lo más importante, cómo evitar que lo hagan ", concluye Michael Sixt.
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Materiales proporcionados por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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