A cell spreading on the nanometric pillars
En un article publicat a PNAS aquesta setmana, investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) a Barcelona han descobert un mecanisme crucial pel qual les cèl·lules exploren el seu medi, que els ha apropat un pas més a entendre com interactuen amb el que les envolta. Aquesta troballa obre portes a poder predir o controlar el comportament cel·lular.
“Com una cèl·lula pot mesurar la rigidesa del seu entorn ha estat un misteri des de fa molt de temps,” explica en Pere Roca-Cusachs, investigador sènior al grup de Biomecànica Cel·lular i Respiratòria de l’IBEC, que va dur a terme la recerca amb col·laboradors dels EUA. “Exerceix una força determinada sobre el seu medi, i aleshores mesura quant es mou, com una persona fa bots sobre un llit per veure com cedeix? O bé aplica una determinada distorsió, i aleshores mesura quanta força cal? A més, la mesura la fa la cèl·lula com un tot, o té múltiples sensors en miniatura que comproven la rigidesa en diferents punts?”
Per respondre aquestes preguntes, els científics van col·locar cèl·lules sobre un llit de pilars nanomètrics flexibles. “Seguint el moviment d’aquests pilars, vam ser capaços de traçar un mapa de com les cèl·lules exerceixen forces en el seu medi amb una resolució mai abans obtinguda,” explica en Pere. “Fent servir aquesta tècnica, vam descobrir que el sensor de rigidesa de les cèl·lules és un petit complex de no més d’un micròmetre (1/1.000 de mil·límetre) de llarg.” Els investigadors també van veure que la cèl·lula posseeix múltiples còpies d’aquest complex, i que totes apliquen un desplaçament constant de 60 nanòmetres – menys d’1/10.000 de mil·límetre. Els sensors mesuren aleshores la força aplicada per deduir la rigidesa del medi.
“Aquestes troballes representen un pas molt important envers la comprensió de com les cèl·lules interactuen amb el seu medi, un coneixement crucial per a fabricar òrgans com pulmons o cors in vitro o tractar malalties com el càncer,” diu en Pere.
Ghassemi, S., Meacci, G., Liu, S., Gondarenko, A.A., Mathur, A., Roca-Cusachs, P., Sheetz, M.P., and Hone, J. (2012). Cells test substrate rigidity by local contractions on sub-micrometer pillars. PNAS, in press.
