Notícies de recerca

Dos grups de l’IBEC s’han associat per revelar nous coneixements que puguin impulsar el disseny de micro i nanomotors per a aplicacions de salut.

Aprofitant la resolució del microscopi STORM del grup de Lorenzo Albertazzi, el grup de Samuel Sánchez – en col·laboració amb Erik Schäffer a la Universitat de Tübingen – ha revelat nova informació sobre com els seus nanomotors accionats per enzims aconsegueixen propulsar-se.

El darrer article de l’Alberto Elosegui-Artola, el Xavier Trepat i el Pere Roca-Cusachs és portada de l’últim número de la revistaTrends in Cell Biology, de la família editorial Cell.

En ‘Control of Mechanotransduction by Molecular Clutch Dynamics’, els investigadors de l’IBEC revisen com la dinàmica cel·lular i la mecanotransducció són impulsades per la dinàmica de l’ensamblatge molecular.
Seguint la hipòtesi de “l’embragatge molecular”, els investigadors suggereixen que hi ha un mecanisme d’acoblament entre les integrines i l’actina durant la migració cel·lular, mitjançant el qual una sèrie de molècules que interactuen i es desenganxen dinàmicament uneixen les cèl·lules amb el seu microentorn.

Els investigadors de l’IBEC i del MIT han demostrat que les cèl·lules poden fer servir el seu entorn per comunicar-se mecànicament entre si dins dels teixits. És com quan un soldat de l’exèrcit tiba les cordes d’una xarxa d’entrenament perquè el seu company pugui ascendir amb fermesa.

Per proveir els nostres òrgans i teixits, les cèl·lules necessiten detectar i respondre constantment als estímuls mecànics del seu entorn. En general, les cèl·lules que componen el nostre organisme estan immerses en una matriu extracel·lular (MEC), un biopolímer fet de proteïnes i glicoproteïnes – com el col·lagen o la fibrina. Aquesta MEC proporciona a les cèl·lules una forma d’interactuar amb altres cèl·lules, obtenir nutrients, eliminar residus i, finalment, formar teixits integrals i funcionals.

Quan les cèl·lules es mouen, divideixen o diferencien, la MEC juga un paper important en la funció cel·lular, per la qual cosa és vital entendre amb detall les interaccions cèl·lula-matriu. No obstant això, es desconeixen molts detalls sobre com les pròpies cèl·lules afecten a la mecànica d’aquesta matriu circumdant.

El grup Nanoscopy for Nanomedicine proposa les nanopartícules polimèriques de cadena única (SCPN, de l’anglès Single-Chain Polymeric Nanoparticles) que imiten els enzims com a possibles activadores de fàrmacs en entorns biològics, com la cèl·lula viva.

Les nanopartícules d’inspiració biològica podrien usar-se per controlar espacialment l’administració de fàrmacs en el tractament de malalties com el càncer.

A través del seu estudi, publicat a la revista JACS, els investigadors han optimitzat les estratègies d’alliberament de SCPN dinàmiques perquè conservin la seva activitat catalítica en l’entorn cel·lular. Això aplana el camí cap al disseny racional de nanosistemes que poden realitzar una catàlisi efectiva in vivo.

Investigadors mostren per primera vegada que els canals iònics capaços de detectar canvis en les propietats físiques de l’entorn cel·lular són clau en el procés d’invasió i metàstasi.

El descobriment, liderat pel Miguel Ángel Valverde del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut de la UPF i que involucra al grup Integrative Cell and Tissue Dynamics de l’IBEC, podria obrir noves vies en el desenvolupament de nous fàrmacs que redueixin el risc de metàstasi.