Investigadors revelen la funció potencial d’una proteïna clau com a repressora del càncer

Wolfensonpaper figure ENGEn un article publicat avui en la revista Nature Cell Biology, Pere Roca-Cusachs, investigador principal júnior de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i professor agregat de la Universitat de Barcelona (UB), juntament els seus col·laboradors de la Universitat de Columbia i l’Institut de Mecanobiologia de Singapur, revelen la funció potencial d’una proteïna del citosquelet cel·lular com a repressora del càncer.

La capacitat de les cèl·lules de detectar la rigidesa de la matriu extracel·lular -un conjunt de molècules que proporcionen suport estructural i bioquímic- afecta la seva activitat en el desenvolupament, en la cicatrització de ferides i en altres processos essencials.

Read more…

En conseqüència, el funcionament anormal d’aquesta capacitat de detecció es relaciona amb molts trastorns mèdics. Per exemple, les cèl·lules canceroses són capaces de créixer encara que no estiguin adherides a la matriu extracel·lular, la qual cosa indica que el sistema de detecció de rigidesa no està funcionant correctament.

Després de formar adhesions en la matriu, les cèl·lules mesuren la seva rigidesa aplicant forces sobre ella mitjançant microcontraccions. En matrius toves, les cèl·lules apliquen forces suaus, impedint la proliferació i el creixement cel·lular. En canvi, sobre matrius rígides, l’adhesió és més forta, les cèl·lules apliquen forces superiors i proliferen. No passa el mateix quan es tracta de cèl·lules canceroses, aquestes són capaces de proliferar en matrius toves, independentment del nivell d’adhesió de les mateixes.

Els investigadors van analitzar la capacitat de detectar la rigidesa amb una nova tecnologia d’alta resolució que monitoritza les forces de contracció de les cèl·lules en desplaçar-se en un substrat de micropilars. Van descobrir unitats contràctils d’actomiosina (Cus) –anàlogues a les fibres musculars, però a escala cel·lular- que movien, de manera simultània, pilars oposats en petits passos de mesura regular, independentment de la rigidesa. Aquestes Cus mesuren la rigidesa explicant el nombre de passos necessaris per aconseguir el nivell de força que activa la captació de α-actina -una proteïna d’unió amb múltiples funcions en diferents tipus cel·lulars.

“Quan desactivem una proteïna, la tropomiosina 2.1, que normalment restringeix l’actomiosina, observem forces més elevades, provocant un mal funcionament del detector de rigidesa”, comenta Pere Roca-Cusachs. “Com a resultat, es pot concloure que la tropomiosina 2.1 limita el creixement cel·lular en matrius toves controlant la producció de força i que el detector de rigidesa funcioni adequadament. En cèl·lules canceroses, l’alteració de la tropomiosina fa que aquest mecanisme no funcioni, afavorint el seu creixement i proliferació”.

Article: Haguy Wolfenson, Giovanni Meacci, Shuaimin Liu, Matthew R. Stachowiak, Thomas Iskratsch, Saba Ghassemi, Pere Roca-Cusachs, Ben O’Shaughnessy, James Hone & Michael P. Sheetz* (2015). “Tropomyosin Controls Sarcomere-like Contractions for Rigidity Sensing and Suppressing Growth on Soft Matrices”. Nature Cell Biology, 18, 33–42