Mientras todo el mundo está bloqueado durante la actual crisis de Corona, ciertas células dentro de nuestros cuerpos aún viajan largas distancias: mientras esto ocurre cuando se desarrolla neumonía, cualquier corte ordinario en su dedo también activará glóbulos blancos, también conocido comoleucocitos: para salir instantáneamente de los vasos sanguíneos hacia el sitio de la inflamación. Del mismo modo, las células cancerosas, que pueden originarse en cualquier tejido u órgano, también pueden propagarse y reproducirse lejos de su lugar de origen. El resultado: una metástasis.
Por lo general, cada célula dentro del organismo se une a su entorno a través de receptores de adhesión específicos que están presentes en su membrana plasmática. Como "pegamento" universal entre las células y sus alrededores, estos receptores de adhesión, o integrinas, estabilizan una célula si es necesariopermanecer inmóvil o servir de anclaje cuando la célula sube a través del tejido, pero ¿cómo pueden ciertos tipos de células, como los glóbulos blancos, gatear flexiblemente a través de diferentes tejidos, aunque estos tejidos están compuestos de moléculas muy distintas que no necesariamente coinciden con la adhesión?receptores?
Moviéndose con y sin "pegamento"
El misterio se ha resuelto en un reciente Naturaleza estudio realizado por el grupo de Michael Sixt en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria IST Austria y colaboradores de Francia. Combinando experimentos con modelos físicos, los científicos describen un nuevo mecanismo de locomoción celular que funciona completamente independiente de una célula que se une específicamenteal entorno extracelular. En cambio, las células utilizan la geometría del entorno para propulsarse.
En sus experimentos, los biólogos utilizaron diferentes tipos de leucocitos de los que eliminaron genéticamente la función de las integrinas para interrumpir la unión entre las células y su entorno extracelular. Si bien las integrinas son esenciales para la supervivencia y el movimiento de casi todos los tipos de células,Los científicos de IST Austria habían descubierto en un estudio anterior que los leucocitos pueden moverse y sobrevivir sin integrinas. Lo mismo resultó ser cierto para algunas células cancerosas.
¡Tierras heladas por delante!
Para analizar el mecanismo de locomoción que permite que las células migren en ausencia de adhesión, los científicos se centraron en la geometría del medio ambiente en lugar de su composición molecular. Diseñaron pequeños canales "microfluídicos" del tamaño de una célula con diferentes geometrías de pared: desde completamentetextura lisa a rugosa o aserrada. Luego dejaron que las células migraran a través de estos canales para observar que las células privadas de integrina no podían avanzar cuando las paredes eran lisas y paralelas ". Las células estaban 'corriendo en el lugar' -al igual que un neumático de automóvil giraría en terrenos helados ", dice Anne Reversat, primera autora del estudio y ex postdoc de IST Austria, que ahora está investigando en la Universidad de Liverpool." Sin embargo, cuando las paredes estaban texturizadas con golpes, ellas células podrían migrar eficientemente sin integrinas. Las células que aún portaban sus integrinas podrían migrar igualmente tanto en canales de textura rugosa como lisos ".
El agarre adecuado para ir a todas partes
Al observar más de cerca experimental y teóricamente la biomecánica de tal movimiento celular "off-road", Reversat et al. Descubrieron el tema mecánico unificador que subyace en ambos modos de locomoción: Actina, el material de construcción filamentoso del citoesqueleto de la célula,fluye desde el frente de la célula hasta el extremo de la cola. Este "flujo de actina retrógrado" es la fuerza dentro de la célula que, una vez acoplada al ambiente, impulsa el cuerpo celular hacia adelante. El acoplamiento de la fuerza puede ocurrir a través de las integrinas que penetran en la membrana plasmática.y de ese modo conectar la actina intracelular con el sustrato extracelular.
Sin embargo, como descubrieron los científicos, la actina no solo puede acoplarse a través de las integrinas; también puede acoplarse sin ningún receptor transmembrana. Reversat: "El flujo retrógrado genera fuerzas de cizallamiento intracelular que empujan contra las paredes del canal cuando hay una protuberancia. Si las paredesson paralelos, o las protuberancias están demasiado separadas, esto no funciona. Otra forma de ver esto es que la célula se impulsa a sí misma cambiando su forma con el tiempo. Después de todo, los leucocitos son células ameboides - 'amoibos' es la palabra griegapara 'cambiar'. Como la estructura fina de los tejidos es geométricamente muy compleja, las células ameboides siempre pueden confiar en este modo de locomoción. Esto las hace enormemente adaptables. Esencialmente, pueden ir a todas partes ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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