Les cèl·lules poden detectar la quantitat d’espai disponible i prendre decisions a mida utilitzant el seu nucli

Dos estudis publicats avui a la revista Science mostren que diferents tipus cel·lulars poden utilitzar el seu nucli – l’orgànul més rígid i voluminós de la cèl·lula – per mesurar el nivell de confinament al qual estan sotmeses. Aquests resultats són d’especial interès per a l’estudi de la migració cel·lular, tant en teixit sa com cancerós. Marc Molina, actual investigador de l’IBEC, contribueix a un dels articles en Science pel seu treball realitzat durant la seva posició anterior al King’s College de Londres.

Read more…

Les cèl·lules que conformen els nostres òrgans i teixits són capaces de respondre a canvis de densitat cel·lular i espai en el seu entorn. Un dels exemples més rellevants el representen les cèl·lules del sistema immune, que poden escollir el pas de menor resistència durant la seva migració, a través del nostre organisme, per combatre infeccions. Existeixen multitut d’exemples com aquest en el nostre cos que es donen tant en homeòstasi com en processos cancerosos i del desenvolupament.

No obstant això, la manera en què aquestes i altres cèl·lules “mesuren” el seu entorn i responen en conseqüència no es coneixia del tot. En un estudi publicat avui a la revista Science, un grup internacional d’investigadors del Regne Unit, Alemanya, Àustria, França, EUA i Espanya, liderats pel King College de Londres, mostra que diferents tipus cel·lulars poden utilitzar el nucli cel·lular – l’orgànul més rígid i voluminós de la cèl·lula- per mesurar el nivell de confinament a què estan sotmeses. Marc Molina, actual investigador de l’IBEC a Barcelona, ​​és coautor d’aquest article, per les seves aportacions a aquest durant el treball realitzat al laboratori iBCTM liderat pel Dr. Alexis J. Lomakin, al King´s College de Londres. Un altre estudi publicat a la mateixa revista, amb participació d’investigadors del CRG i de l’ICFO demostra, simultàniament, el mateix principi.

Contribuir en un projecte així de gran, veure com totes les peces van encaixant i que finalment el teu treball es publica és una sensació indescriptible.

 

 

 

Marc Molina

 

Utilitzant diverses tècniques, que van des de pressionar diferents parts de les cèl·lules fins a fer circular per canals de diferent diàmetre, els investigadors mostren que el nucli és capaç de produir una resposta cel·lular sota pressió. En particular, quan les cèl·lules experimenten la deformació del seu nucli per sobre d’un cert nivell, responen activant el seu citoesquelet generant força per contrarestar la compressió. El paper del nucli en aquest procés és imprescindible, ja que, en la seva absència les cèl·lules són incapaces d´engegar aquesta resposta. A més, les propietats mecàniques d’aquest orgànul són les que dicten a quin règim de confinament es desencadena el mecanisme.

Una cèl·lula humana cancerosa travessa un estret pas. Font: Alexis Lomakin, Cancer Research Center Vienna.

 

Aquests resultats són d’especial interès per a l’estudi de la migració cel·lular tant en teixit sa com cancerós. Això és degut al fet que dona resposta a per què diferents tipus cel·lulars tenen major o menor susceptibilitat a diferents graus de confinament i el relaciona amb les característiques mecàniques del nucli. D’aquesta manera és possible comprendre com cèl·lules altament migratòries, com poden ser les del sistema immune, o altres metastàtiques, són capaces de desplaçar-se amb més facilitat i per espais més estrets que altres tipus cel·lulars.

Aquest estudi atribueix un paper prèviament desconegut al nucli cel·lular i descriu un nou mecanisme amb el qual les cèl·lules poden relacionar-se amb el seu entorn. Segons els investigadors, el següent pas serà esbrinar en detall quines proteïnes del nucli estan a càrrec d’aquest procés i aprofundir en els estadis immediatament posteriors a l’activació d’aquest mecanisme.

Article de referència: A. J. Lomakin, C. J. Cattin, D. Cuvelier, Z. Alraies, M. Molina, G. P. F. Nader, N. Srivastava, P. J. Saez, J. M. Garcia-Arcos, I.Y. Zhitnyak, A. Bhargava, M. K. Driscoll, E. S.Welf, R. Fiolka, R. J. Petrie, N. S. De Silva, J. M. González-Granado, N. Manel, A. M. Lennon-Duménil, D. J. Müller, M. Piel. The nucleus acts as a ruler tailoring cell responses to spatial constraints. Science, 2020.