Johns Hopkins University / UPF: Una recerca mostra per primera vegada el mecanisme que impulsa el moviment cel·lular
Les cèl·lules prenen decisions basades, entre d’altres, en la resistència hidràulica del canal pel qual poden circular
Un equip internacional d’investigadors ha mostrat per primera vegada el mecanisme emprat per les cèl·lules per decidir quina direcció han de prendre quan es desplacen per l’organisme. La recerca realitzada en les universitats Johns Hopkins (Baltimore, els EUA) i Pompeu Fabra ha definit el mecanisme molecular que impulsa el moviment en entorns extremadament estrets. L’estudi publicat a ‘Science Advances’ ha demostrat que a l’hora de decidir una direcció les cèl·lules prefereixen desplaçar-se cap a camins en els quals hi hagi menor resistència hidràulica, tot i que siguin camins més estrets. Els investigadors afirmen que davant de camins que es creuen, les cèl·lules avaluen diferents paràmetres, com la dificultat o l’atractiu de la ruta per triar el camí.
Al treball, els investigadors, entre els quals Selma Serra i Miguel Valverde, de la UPF, van analitzar el moviment de les cèl·lules en bastimentades generades utilitzant tècniques de bioenginyeria per dissenyar túnels que presentaven diferents amplàries, resistències i pressions hidràuliques, que és la resistència que experimenta una cèl·lula en desplaçar la columna d’aigua dins un tub.Aquests dispositius, a més de confinar de forma controlada les cèl·lules, tal com passa al cos humà, permeten que els investigadors puguin analitzar les respostes elèctriques i el flux d’ions que es produeixen a les cèl·lules.Els investigadors també van incloure un paràmetre físic que és notablement més alt en els tumors que en teixits sans, la pressió del fluid (també expressada com a resistència hidràulica), i del qual no es tenia molt coneixement de l’impacte en el moviment cel·lular.La pressió del fluid és només una de les moltes forces en un tumor que pot influir en el seu desenvolupament i progressió. Per tant, comprendre com les cèl·lules detecten i responen a la pressió del fluid és important en el context de la biologia del càncer, afirmen els investigadors.Els investigadors van descobrir que les cèl·lules de càncer de mama prenen decisions a l’hora de triar la direcció del seu moviment basades en les diferents resistències hidràuliques que detecten en els punts d’intersecció dels túnels a través dels quals es desplacen. També volien saber quin mecanisme molecular era responsable de la detecció de la resistència hidràulica i el seu acoblament amb la maquinària del citosquelet, que en última instància dictarà la direcció de moviment de la cèl·lula.Per a això van analitzar la contribució de diferents canals iònics, que són proteïnes que es troben a la membrana plasmàtica i estan especialitzats a respondre ràpidament als canvis en les condicions físiques del medi ambient. L’activació d’aquests canals d’ions genera corrents elèctrics (produïda pel moviment dels ions) i l’entrada de calci dins la cèl·lula. Aquest ió de calci al seu torn activa la formació d’un escut fet dels components esquelètics de la cèl·lula (les proteïnes actina i miosina) que protegeix contra les forces externes (hidràuliques) i redirigeix l’entrada de la cèl·lula en canals de baixa resistència, tot i que són més estrets que aquells de major resistència hidràulica. Els investigadors van identificar el canal iònic TRPM7 com el sensor molecular que detecta canvis en la pressió hidràulica / hidrostàtica i promou l’entrada de calci que, en última instància, determina la presa de decisions de les cèl·lules en les interseccions.♦
