Investigación Por S. A. D. Jueves, 04 Junio 2020 20:03
CIC-IBMCC

Descubren un mecanismo que determina la migración y especialización de las células mediante el control de su textura

La alteración de esta propiedad está implicada en la aparición de diversas patologías, entre ellas, diversas formas de cáncer

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Vista general del Centro de Investigación del Cáncer. Vista general del Centro de Investigación del Cáncer.

Científicos del Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca (CIC-IBMCC) liderados por Miguel Vicente-Manzanares han descubierto un nuevo mecanismo que determina la migración y especialización de las células mediante el control de su textura, una propiedad esencial durante el desarrollo normal de un organismo cuya alteración está implicada en la aparición de distintas patologías, fundamentalmente, diversas formas de cáncer. 

Como se explica desde este centro mixto de la Universidad de Salamanca y del CSIC, si examinamos un cuerpo humano, encontramos tejidos muy diferentes en cuanto a su textura. Por ejemplo, los huesos son muy duros, mientras que el cerebro y otros órganos son blandos. La textura de un tejido depende de varias propiedades, como el grado de densidad o compactación de las células, el tipo de proteínas que las rodean y la capacidad de las células para organizar el conjunto y endurecerlo o mantenerlo blando. Para ello, las células disponen de nano-motores que generan la fuerza necesaria para mantener o cambiar su forma y la de su entorno.

El principal nano-motor celular que genera fuerza dentro de las células se denomina miosina II. Existen distintas variantes (musculares y no musculares), que tienen funciones esenciales en procesos básicos para la vida: desde el movimiento voluntario de los músculos hasta los movimientos involuntarios, como la respiración y el latido del corazón.

Un trabajo previo del grupo del Dr. Vicente-Manzanares, científico titular del CIC-IBMCC, había demostrado la existencia y estudiado la función de proteínas similares a las miosinas II musculares en todos los tejidos, incluso en neuronas y células sanguíneas. Esencialmente, todas las miosinas II, tanto las musculares como las no musculares, están compuestas por dos cadenas pesadas y cuatro ligeras. La variante no muscular se encuentra en todas las células del organismo, y es el objeto de este estudio. Esta proteína controla todos los aspectos de la vida de la célula, generando la fuerza necesaria para que tenga una forma concreta u otra, determinando su capacidad para moverse o dividirse, etc.

Ahora, en el último número de la revista científica Current Biology, se describe un avance esencial para comprender los mecanismos que permiten a las células controlar su textura, y que es esencial para su capacidad de movimiento y especialización. El trabajo del grupo del Dr. Vicente-Manzanares concluye que una modificación concreta de una de las cadenas ligeras de la miosina II no muscular bloquea su función "a demanda". Este mecanismo había permanecido inédito hasta este estudio, pero es un avance clave para comprender cómo las células se adaptan a su entorno y reciben señales del mismo para migrar, dividirse o cambiar su textura para formar un tejido.

miosina CIC SalamancaSe trata de una investigación pionera, porque demuestra que la modificación descrita anteriormente impide que la miosina II forme los entramados que forman el esqueleto celular o citoesqueleto, que es necesario para que la célula tenga una forma concreta, se relacione con las células de su entorno inmediato y pueda moverse o dividirse.

Fosforilación en tirosina

En concreto, la modificación descrita es una fosforilación en tirosina (Tyr155), que es una forma común de modificación de las proteínas para cambiar su función. En otras palabras, las proteínas fosforiladas son capaces de realizar funciones que no pueden hacer cuando no están fosforiladas. La fosforilación como proceso general fue objeto del Premio Nobel de Medicina concedido a Edmond Fischer y Edwin Krebs en 1992.

La fosforilación en tirosina 155 de la cadena ligera de la miosina II no muscular, objeto del estudio, impide que la miosina II forme entramados filamentosos (esqueleto celular o citoesqueleto) que son necesarios para generar fuerza. En este sentido, la miosina II ensamblada (es decir, no fosforilada en tirosina 155) actuaría como un albañil que usa su fuerza para colocar y cementar los componentes de la célula y, así, permitir su actividad normal.

En este contexto, la fosforilación en tirosina descrita en este artículo actúa como una "pausa forzosa para comer", deteniendo el ensamblaje de la miosina, es decir, impidiendo el acceso del albañil a la obra. Es importante reseñar que la fosforilación de otros componentes de la miosina II es esencial para su función y ensamblaje, lo que significa que esta fosforilación es parte de un complejo sistema de señales positivas y negativas que activan o inactivan la miosina II en función de las condiciones precisas de la célula y su entorno.

Abre la puerta al estudio de las alteraciones que se producen en distintos tipos de cáncer

Este descubrimiento es básico para entender cómo las células controlan la cantidad exacta de fuerza que necesitan para realizar cada proceso y abre la puerta al estudio de la alteración de esta modificación en diversos tipos de cáncer caracterizados por la displasia (pérdida de la forma celular) y la invasión y metástasis, que son procesos en los que la mecánica celular está alterada, haciendo que las células cancerosas, que no deberían migrar, se trasladen a otras regiones para formar tumores secundarios.

Este importante descubrimiento ha recibido apoyo financiero del Ministerio de Economía y Competitividad, la Junta de Castilla y León, la Asociación Española contra el Cáncer y las fundaciones Ramón Areces y BBVA.

 



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