Las células pueden detectar la cantidad de espacio disponible y tomar decisiones a medida usando su núcleo

Dos estudios publicados hoy en la revista Science muestran que diferentes tipos celulares pueden utilizar su núcleo —el orgánulo más rígido y voluminoso de la célula— para medir el nivel de confinamiento al que están sometidas. Estos resultados son de especial interés para el estudio de la migración celular, tanto en tejido sano como canceroso. Marc Molina, actual investigador del IBEC, contribuye a uno de los artículos en Science por su trabajo realizado durante su posición anterior en el King´s College de Londres.

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Las células que conforman nuestros órganos y tejidos son capaces de responder a cambios de densidad celular y espacio en su entorno. Uno de los ejemplos más relevantes lo representan las células del sistema inmune, que pueden escoger el paso de menor resistencia durante su migración, a través de nuestro organismo, para combatir infecciones. Existen multitud de ejemplos como este en nuestro cuerpo que se dan tanto en homeostasis como en procesos cancerosos y del desarrollo.

Sin embargo, el modo en que estas y otras células “miden” su entorno y responden en consecuencia no se conocía del todo. En un estudio publicado hoy en la revista Science, un grupo internacional de investigadores del Reino Unido, Alemania, Austria, Francia, EE.UU. y España, liderados por el King´s College de Londres, muestra que diferentes tipos celulares pueden utilizar el núcleo celular —el orgánulo más rígido y voluminoso de la célula— para medir el nivel de confinamiento al que están sometidas. Marc Molina, actual investigador del IBEC en Barcelona, es coautor de este artículo, por sus aportaciones al mismo durante el trabajo realizado en el laboratorio iBCTM liderado por el Dr. Alexis J. Lomakin, en el King´s College de Londres. Otro estudio publicado en la misma revista, con participación de investigadores del CRG i del ICFO demuestra, simultáneamente, el mismo principio.

Contribuir en un proyecto así de grande, ver como todas las piezas van encajando y que finalmente tu trabajo se publica es una sensación indescriptible.

 

 

Marc Molina

Utilizando diversas técnicas, que van desde presionar diferentes partes de las células, hasta hacerlas circular por canales de diferente diámetro, los investigadores muestran que el núcleo es capaz de producir una respuesta celular bajo presión. En particular, cuando las células experimentan la deformación de su núcleo por encima de un cierto nivel, responden activando su citoesqueleto generando fuerza para contrarrestar la compresión. El papel del núcleo en este proceso es imprescindible, ya que, en su ausencia las células son incapaces de disparar dicha respuesta. Además, las propiedades mecánicas de este orgánulo son las que dictan a qué régimen de confinamiento se desencadena el mecanismo.

 

Una célula humana cancerosa atraviesa un estrecho paso. Fuente: Alexis Lomakin, Cancer Research Center Vienna.

 

Estos resultados son de especial interés para el estudio de la migración celular tanto en tejido sano como canceroso. Esto es debido a que da respuesta a por qué diferentes tipos celulares tienen mayor o menor susceptibilidad a diferentes grados de confinamiento y lo relaciona con las características mecánicas del núcleo. De esta manera es posible comprender cómo células altamente migratorias, como pueden ser las del sistema inmune, u otras metastásicas, son capaces de desplazarse con más facilidad y por espacios más estrechos que otros tipos celulares.

Este estudio atribuye un papel previamente desconocido al núcleo celular y describe un nuevo mecanismo con el cual las células pueden relacionarse con su entorno. Según los investigadores, el siguiente paso será averiguar en detalle que proteínas del núcleo están a cargo de este proceso y ahondar en los estadios inmediatamente posteriores a la activación de este mecanismo.

 

Artículo de referencia: 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.