Las células invasivas implementan un truco para atravesar los tejidos y extenderse a otras partes del cuerpo, informan los investigadores.
En un nuevo estudio, imágenes de lapso de tiempo en 3-D de "intrusiones" celulares en el gusano transparente C. elegans revela una estructura fugaz pero clave en acción. Una sola protuberancia sobresale de la superficie de la célula, abre un agujero a través de la capa protectora que separa la célula de otros tejidos y se hincha hasta que la brecha es lo suficientemente amplia como para que toda la célula puedapasar a través de.
Estos hallazgos podrían apuntar a nuevas formas de prevenir la metástasis, la propagación de las células cancerosas que generalmente hace que la enfermedad sea más mortal y difícil de tratar. El trabajo apareció el 20 de noviembre en la revista Célula del desarrollo .
La mayoría de las células del cuerpo permanecen en su lugar. Pero de vez en cuando, las células penetran en otros tejidos, dijo el autor principal David Sherwood, profesor de biología en la Universidad de Duke.
La capacidad de las células para romperse y entrar es crítica para muchos procesos normales, como cuando la placenta se adhiere al útero durante el embarazo temprano o cuando las células inmunes se abren paso a través de las paredes de los vasos sanguíneos para llegar a sitios de lesión o infección.
La invasión celular es secuestrada durante la metástasis, cuando las células cancerosas dejan sus sitios de tumor originales y se propagan a otras partes del cuerpo.
Para extenderse, una célula primero debe penetrar una malla de proteínas y otras moléculas llamadas lámina de base, que soporta y rodea los tejidos como una envoltura de Kevlar.
Sherwood dijo que uno de los primeros pasos en este proceso de avance se reconoció hace 30 años. La membrana basal es demasiado densa para deslizarse, por lo que las células invasoras comienzan empujando pequeños "pies" muchas veces más finos que un cabello humano, llamadoinvadopodia. Estas proyecciones en forma de pistón salen de la superficie celular cada pocos segundos y luego se retraen, hasta que uno perfora un pequeño agujero en la membrana basal. Sin embargo, lo que sucede después de la ruptura inicial fue menos claro.
En el nuevo estudio, los investigadores identifican una segunda estructura que se hace cargo después de que la invadopodia realiza la primera punción.
El grupo de Sherwood usó una cámara conectada a un potente microscopio para tomar imágenes de células de gusanos invasores cada cinco minutos durante hasta tres horas.
Rastrearon una célula especializada llamada célula de anclaje, que se rompe a través de la membrana basal que separa el útero del gusano de su vulva para conectarlos para que el gusano pueda poner huevos.
Sherwood y sus colegas descubrieron que el C. elegans la célula de anclaje realiza esta tarea con la ayuda de una sola protuberancia grande que se introduce en el pequeño orificio creado por la invadopodia, como un pie en la puerta. A medida que la protuberancia se agranda, empuja la membrana basal hacia un lado y expande el orificio existente.
En lugar de estirarse como un globo, los investigadores encontraron que la protuberancia se infla agregando a la membrana celular desde adentro. Pequeños sacos dentro de la célula llamados concentrados de lisosomas en el sitio de la ruptura. Una vez allí, se fusionan con la membrana externa de la célula, aumentandosu área de superficie. A medida que la protuberancia se hincha, una proteína llamada distroglicano se agrupa en su base para evitar que el bulto se desinfle.
Las fuerzas de empuje "despejan un camino para la invasión similar a la forma en que se infla un catéter con globo para abrir una arteria", dijo Sherwood. Dentro de media hora se contrae, dejando atrás un agujero lo suficientemente ancho como para que la celda se mueva.
El estudio muestra que la célula se basa en una señal química llamada netrina y su receptor para dirigir los lisosomas al sitio. Los altos niveles de netrina se han relacionado con metástasis en numerosos cánceres humanos, lo que sugiere el mecanismo que encontraron los investigadoreses una característica común de las células invasivas, dijo Sherwood.
Los hallazgos también podrían explicar por qué los medicamentos diseñados para bloquear la propagación del cáncer al atacar las células invasoras han fallado.
Varios tratamientos propuestos funcionan al inhibir las enzimas llamadas metaloproteinasas que disuelven la membrana basal. La razón por la cual tales terapias han tenido un éxito limitado en los ensayos clínicos, dijo Sherwood, puede ser porque ignoran a un jugador fundamental en la progresión del cáncer: estas protuberancias inflables que se hinchanfuera de la célula tumoral y empuje la membrana basal a un lado.
Descubrir cómo bloquear la vía de la netrina y evitar que las células cancerosas produzcan nuevas protuberancias podría privarlos de una herramienta crítica que usan para propagarse, dijo Sherwood.
"Las células migratorias tienen un repertorio notable de tácticas de invasión", dijo Sherwood. "Este estudio revela otro truco bajo la manga".
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Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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