Investigadores del Mechanobiology Institute MBI de la Universidad Nacional de Singapur NUS han revelado los eventos moleculares que conducen a la regulación del crecimiento y la proliferación celular en respuesta a la rigidez de la matriz extracelular que los rodea. Este estudio fue publicado enla revista científica PNAS el 14 de octubre de 2016.
Cómo la rigidez de la matriz influye en la proliferación celular
Cada vez es más claro que las células reaccionan a las propiedades mecánicas de su microambiente inmediato, que es esencialmente un andamio basado en moléculas llamado matriz extracelular ECM. Ahora se está haciendo un mayor énfasis en cómo las propiedades de ECM, talesya que su rigidez, forma y curvatura pueden influir en los comportamientos celulares fundamentales; en particular, la capacidad de una célula para crecer, proliferar, adoptar funciones especializadas y moverse.
En muchos casos, los investigadores pueden ver surgir una historia, donde una célula se da cuenta de su entorno y responde de una manera particular. En muchas de estas historias, sin embargo, solo podemos ver el comienzo y el final de un proceso altamente complejoserie de eventos; los eventos moleculares intermedios que conectan las señales mecánicas con la respuesta celular siguen sin estar claros.
Desentrañar la historia molecular que se desarrolla cuando una célula responde a una propiedad de ECM - su rigidez - fue el foco de un estudio dirigido por el Director de MBI, Profesor Michael Sheetz, y el Becario Postdoctoral, Dr. Naotaka Nakazawa. En este caso, ellosestaban particularmente interesados en cómo la rigidez de ECM influye en la síntesis de proteínas relacionadas con la proliferación celular.
A medida que su historia se desarrolló, surgió un personaje principal; una proteína llamada FHL2 y un evento molecular específico; su reubicación desde sitios cercanos a la membrana celular hacia el interior del núcleo. En la membrana, FHL2 ayuda a la célula a unirse al ECM y a recibirseñales mecánicas, sin embargo, una vez dentro del núcleo, se une a la maquinaria molecular especializada en el ADN e impulsa la decodificación de genes.
Al usar técnicas de laboratorio avanzadas como la microscopía de fuerza atómica para medir la rigidez de la ECM y la imagen de súper resolución para visualizar la ubicación subcelular de proteínas individuales, los investigadores revelaron que el movimiento de FHL2 en el núcleo solo ocurriríasi la célula no pudo aplicar suficiente fuerza sobre el ECM. En otras palabras, FHL2 se movió hacia el núcleo cuando las células estaban rodeadas por un ECM blando, o cuando las células no podían generar suficiente fuerza para moverse contra la matriz.
En este punto de la historia, quedó claro que el transporte de FHL2 al núcleo solo podría ocurrir si la proteína se modificaba químicamente primero. Esta modificación fue realizada por otra proteína llamada Quinasa de Adhesión Focal FAK en respuesta a los cambiosen las fuerzas mecánicas que rodean la célula. Una vez dentro del núcleo, FHL2 era libre de cumplir su función de ayudar a decodificar el ADN, que en este caso era activar la síntesis de una proteína específica llamada p21, un inhibidor del crecimiento celular yproliferación.
El crecimiento celular errático en entornos blandos se asocia con la proliferación de células cancerosas y el crecimiento tumoral. Para que una célula sana detecte un entorno blando y se asegure de que no se produzca un crecimiento celular errático, se requieren proteínas como FHL2 para mediar en la producción de proteínas como p21.
Si bien esta historia termina con la acción protectora de FHL2 contra el cáncer, en otros casos su papel destacado en la señalización celular se convierte en un arma de doble filo. Por ejemplo, en los cánceres de mama y de ovario, se sabe que FHL2 contrarresta las señales mecánicas y promueve el cáncercrecimiento celular y metástasis.
Por lo tanto, es imperativo que la investigación continúe diseccionando las vías moleculares que involucran a esta proteína. Con la historia de cómo FHL2 suprime el crecimiento de células sanas en ambientes blandos ahora contada, se espera que los investigadores puedan investigar por qué se comporta de manera diferente en las células cancerosasy si atacar estos eventos moleculares puede resultar beneficioso para los pacientes con cáncer.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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