Fuerzas mecánicas determinan el destino celular: impacto en la extrusión y supervivencia de células

MadridInvestigadores del Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, Instituto Jacques Monod y el Instituto Niels Bohr han revelado nuevos conocimientos sobre cómo las fuerzas mecánicas afectan la extrusión de células de los tejidos epiteliales. Estas fuerzas son clave para determinar si las células expulsadas del tejido mueren o sobreviven. Este hallazgo podría ayudarnos a comprender el comportamiento de los tejidos tanto en condiciones normales como en enfermedades como el cáncer.

El análisis reveló que:

Las fuerzas mecánicas en los tejidos son fundamentales para determinar el destino de las células expulsadas. Las células ejercen fuerzas entre sí, lo que puede desencadenar su eliminación. Tanto las células muertas como las vivas pueden ser expulsadas, resultando en diferentes desenlaces según el tipo de fuerza aplicada. Además, la dirección en que se expulsan las células (hacia la parte apical o basal) influye en su supervivencia. La E-cadherina, una proteína que participa en las conexiones celulares, funciona como un sensor que impacta estos procesos.

Los profesores Benoît Ladoux, Amin Doostmohammadi, junto con el Dr. René-Marc Mège, encabezaron la investigación. Descubrieron que la intensidad y la duración de las fuerzas aplicadas pueden determinar si una célula es expulsada. Fuerzas más intensas en las uniones celulares, donde las células se conectan, pueden alterar la expulsión celular.

Los investigadores combinaron modelos físicos con experimentos en células que tenían diferentes niveles de proteínas. Evaluaron cómo las células se comunican entre sí a través de uniones adhesivas, lo cual influye en la eliminación celular. El equipo también colaboró con el grupo del Dr. Philippe Chavrier del Instituto Curie. Descubrieron que al modificar la transmisión de fuerzas entre células, se produce una mayor extrusión celular hacia el lado basal.

Este estudio resalta cómo las interacciones celulares a través de fuerzas influyen en su destino. Propone que la señalización mecánica dentro de los tejidos afecta procesos importantes como la formación de tejidos y el avance de enfermedades, incluido el cáncer. Comprender cómo funcionan estas fuerzas podría conducir a un mejor conocimiento de las enfermedades y a posibles tratamientos.

El papel de la extrusión celular

La extrusión celular desempeña un papel crucial en el mantenimiento del equilibrio en los tejidos epiteliales, los cuales son capas de células que cubren superficies en todo el cuerpo. Este proceso de expulsar células puede determinar si estas viven o mueren, impactando profundamente la salud y la función de los tejidos. Investigaciones recientes destacan la influencia de las fuerzas mecánicas en cómo y por qué se produce esta extrusión, ofreciendo nuevas perspectivas sobre este fenómeno biológico esencial.

Comprender la extrusión celular nos permite observar cómo los tejidos se moldean y se renuevan, asegurando su correcto funcionamiento. Es similar a un sistema de control de calidad donde se eliminan las células innecesarias o dañinas. Aquí te explicamos por qué esto es relevante:

• Ayuda a mantener la salud de los tejidos eliminando las células dañadas o antiguas.
• Influye en el crecimiento y la forma de los tejidos determinando qué células deben eliminarse.
• Afecta el avance de enfermedades, especialmente el cáncer, al influir en el comportamiento celular.

La investigación muestra que las fuerzas físicas entre las células determinan cómo son expulsadas. Imagínate células siendo empujadas como si fueran autos de choque; su destino depende de la fuerza con que se golpean. El estudio destaca que la forma en que las células se conectan y se comunican con sus vecinas influye en estas fuerzas, determinando si las células son expulsadas muertas o sobreviven al proceso.

Este conocimiento abarca la comprensión de cómo los tejidos se forman y cambian con el tiempo, por ejemplo, durante el crecimiento o la curación. En el desarrollo, una gestión adecuada de la extrusión celular puede influir en la organización de órganos y tejidos. Por otro lado, los errores en este proceso pueden contribuir a enfermedades como el cáncer, donde el comportamiento celular se altera.

Comprender cómo operan estas fuerzas puede ayudar a los científicos a desarrollar terapias que apunten a la organización estructural de los tejidos. Esto podría conducir a intervenciones que eviten conductas celulares indeseadas asociadas con enfermedades. A medida que avanza la investigación, la esperanza es manipular mejor estas fuerzas para mantener la dinámica saludable de los tejidos o detener cambios patológicos, ofreciendo posibles nuevas vías en el tratamiento médico.

Implicaciones del cáncer

Los hallazgos del estudio destacan conexiones esenciales entre las fuerzas mecánicas y el avance del cáncer. Comprender estas interacciones puede transformar nuestra perspectiva sobre el tratamiento y diagnóstico del cáncer. A continuación, se explica cómo estos descubrimientos podrían influir en la investigación y tratamiento del cáncer.

• Mejorar el diagnóstico del cáncer analizando cómo las células se comportan cuando se les aplica fuerza.
• Desarrollar tratamientos enfocándose en la transmisión de fuerzas en los tejidos.
• Prever la progresión del cáncer observando las alteraciones en los patrones de extrusión celular.

Los tejidos epiteliales están en constante renovación celular, y una expulsión incorrecta de células puede derivar en cáncer. El estudio revela que las señales físicas determinan el destino de las células que son eliminadas, lo que nos ayuda a comprender cómo algunas logran sobrevivir y dividirse sin control, formando tumores. Al influir en la comunicación celular a través de fuerzas mecánicas, podríamos modificar el desarrollo de enfermedades.

Comprender cómo los complejos de E-cadherina influyen en el destino celular brinda información valiosa sobre cómo las células cancerosas pueden propagarse o permanecer confinadas. Si podemos manipular estas fuerzas o los mismos complejos, tenemos una posible vía para limitar el crecimiento del cáncer. Esto puede abrir nuevas oportunidades para terapias que no necesariamente impliquen métodos tradicionales como la radiación o la quimioterapia.

Además, al identificar cómo las fuerzas mecánicas modifican las células, los investigadores médicos podrían desarrollar nuevos biomarcadores para la detección temprana del cáncer. La observación de la extrusión de las células hacia el lado basal podría señalar un comportamiento canceroso agresivo, facilitando una intervención médica más temprana.

Estos hallazgos representan un cambio en nuestra comprensión del comportamiento celular y el cáncer. En lugar de enfocarnos únicamente en las mutaciones genéticas, esta investigación sugiere una vía mecánica que podría ser clave en el desarrollo y la progresión del cáncer. Es probable que las futuras investigaciones en esta dirección exploren cómo aprovechar estas interacciones físicas para diseñar tratamientos novedosos y mejorar los resultados para los pacientes. Esta comprensión de las fuerzas mecánicas abre posibilidades emocionantes para combatir el cáncer de formas innovadoras.