En un artículo publicado hoy en la revista Nature Cell Biology, Pere Roca-Cusachs, investigador principal junior del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y profesor agregado de la Universidad de Barcelona (UB), junto sus colaboradores en la Universidad de Columbia y el Instituto de Mecanobiología de Singapur, revelan la función potencial de una proteína del citoesqueleto celular como represora del cáncer
La capacidad de las células de detectar la rigidez de la matriz extracelular -un conjunto de moléculas que proporcionan soporte estructural y bioquímico- afecta a su actividad en el desarrollo, en la cicatrización de heridas y en otros procesos esenciales
En consecuencia, el funcionamiento anormal de esta capacidad de detección se relaciona con muchos trastornos médicos. Por ejemplo, las células cancerosas son capaces de crecer aunque no estén adheridas a la matriz extracelular, lo cual indica que el sistema de detección de rigidez no está funcionando correctamente.
Después de formar adhesiones en la matriz, las células miden su rigidez aplicando fuerzas sobre ella mediante micro contracciones. En matrices blandas, las células aplican fuerzas suaves, impidiendo la proliferación y el crecimiento celular. En cambio, sobre matrices rígidas, la adhesión es más fuerte, las células aplican fuerzas superiores y proliferan. No ocurre lo mismo cuando se trata de células cancerosas, estas son capaces de proliferar en matrices blandas, independientemente del nivel de adhesión de las mismas.
Los investigadores analizaron la capacidad de detectar la rigidez con una nueva tecnología de alta resolución que monitoriza las fuerzas de contracción de las células al desplazarse en un sustrato de micro pilares. Descubrieron unidades contráctiles de actomiosina (CUs) –análogas a las fibras musculares, pero a nivel celular- que movían, de manera simultánea, pilares opuestos en pequeños pasos de medida regular, independientemente de la rigidez. Estas CUs miden la rigidez contando el número de pasos necesarios para alcanzar el nivel de fuerza que activa la captación de α-actina -una proteína de unión con múltiples funciones en diferentes tipos celulares.
“Cuando desactivamos una proteína, la tropomiosina 2.1, que normalmente restringe la actomiosina, observamos fuerzas más elevadas, provocando un mal funcionamiento del detector de rigidez”, comenta Pere Roca-Cusachs. “Como resultado, se puede concluir que la troposmiosina 2.1 limita el crecimiento celular en matrices blandas controlando la producción de fuerza y que el detector de rigidez funcione adecuadamente. En células cancerosas, la alteración de la tropomiosina hace que este mecanismo no funcione, favoreciendo su crecimiento y proliferación”.
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Article: Haguy Wolfenson, Giovanni Meacci, Shuaimin Liu, Matthew R. Stachowiak, Thomas Iskratsch, Saba Ghassemi, Pere Roca-Cusachs, Ben O’Shaughnessy, James Hone & Michael P. Sheetz* (2015). “Tropomyosin Controls Sarcomere-like Contractions for Rigidity Sensing and Suppressing Growth on Soft Matrices”. Nature Cell Biology, epub ahead of print
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