Lʼestira-i-arronsa cel·lular, clau en la resposta de lʼorganisme en processos com el càncer
Des de les cordes vocals que produeixen la veu fins als batecs del cor, les cèl·lules del nostre cos estan sotmeses a forces mecàniques que canvien constantment la resposta cel·lular, fet que permet regular processos essencials tant en individus sans com en condicions de malaltia com el càncer. No obstant això, i malgrat la importància del fenomen, continuem desconeixent en bona part com les cèl·lules perceben aquestes forces i com hi responen.
Des de les cordes vocals que produeixen la veu fins als batecs del cor, les cèl·lules del nostre cos estan sotmeses a forces mecàniques que canvien constantment la resposta cel·lular, fet que permet regular processos essencials tant en individus sans com en condicions de malaltia com el càncer. No obstant això, i malgrat la importància del fenomen, continuem desconeixent en bona part com les cèl·lules perceben aquestes forces i com hi responen.
Ara, un equip internacional ha demostrat que el que determina la sensibilitat mecànica en les cèl·lules és el ritme dʼaplicació de la força, és a dir, com de ràpid sʼaplica aquesta força. La recerca ha estat coliderada pels professors de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB Pere Roca-Cusachs, membre de lʼInstitut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i de lʼInstitut de Nanociència i Nanotecnologia de la UB (IN2UB), i Isaac Almendros, investigador de lʼIDIBAPS i del CIBER de Malalties Respiratòries (CIBERES). Els resultats, publicats a Nature Communications, demostren, per primer cop in vivo, les prediccions del model conegut com a embragatge molecular (molecular clutch).
Aquests resultats ajudaran a entendre millor, per exemple, com prolifera un tumor cancerós o a comprendre com responen el cor, les cordes vocals o el sistema respiratori a la constant variació de forces a què sʼexposen contínuament.
Un constant «estira-i-arronsa» cel·lular
Gràcies a lʼús de tècniques capdavanteres com ara la microscòpia de força atòmica (AFM) o les pinces òptiques, els investigadors han observat que hi ha dues respostes a la força aplicada sobre una cèl·lula.
Dʼuna banda, el dens entramat de fibres del citoesquelet es reforça quan se sotmet a una força a ritme moderat. En aquest context, la cèl·lula és capaç de sentir la força mecànica i de respondre-hi. A més, el reforç del citoesquelet duu a un enduriment de la cèl·lula i a la localització de la proteïna YAP en el nucli. Quan això succeeix, la proteïna YAP controla i activa gens relacionats amb el desenvolupament del càncer.
Dʼaltra banda, si el ritme dʼaplicació de la força continua augmentant per damunt dʼun valor determinat, es produeix lʼefecte contrari i la cèl·lula deixa de percebre les forces mecàniques. És a dir, en comptes que la rigidesa del citoesquelet i la cèl·lula continuï augmentant, hi ha una ruptura parcial del citoesquelet que duu a un reblaniment de la cèl·lula.
Article de referència:
I. Andreu, B. Falcones, S. Hurst, N. Chahare, X. Quiroga, A. Le Roux, Z. Kechagia, A. E. M. Beedle, A. Elósegui-Artola, X. Trepat, R. Farré, T. Betz, I. Almendros y P. Roca-Cusachs. «The force loading rate drives cell mechanosensing through both reinforcement and cytoskeletal softening». Nature Communications, 2021. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-021-24383-3