Reconstrucción tridimensional de células expresando el receptor EphB2 en la membrana de células que han sido estimuladas con el ligando efrina. Se observa como las células se contraen dejando un rastro de proyecciones en la base del sustrato.
“Queríamos entender este sistema de comunicación, que es muy sofisticado, al máximo detalle posible. Aunque ya conocíamos los agentes implicados, hasta ahora no teníamos las herramientas para descifrar el lenguaje, es decir, su mecanismo de funcionamiento”, comenta Samuel Ojosnegros, primer autor del estudio. Para estudiar los mensajes que se envían las células, en un esfuerzo conjunto entre institutos de Barcelona y de California, los autores han desarrollado una nueva técnica de microscopia que permite observar las señales de comunicación en células vivas. Esta técnica es capaz de resolver a nivel subpíxel la agregación de proteínas, que se representa con una escala de colores, y permite registrar secuencias a tiempo real de cómo una célula responde a un determinado estímulo a gran resolución.
Este sistema de comunicación lo utilizan las células como una especie de GPS interno para llegar a su destino en los órganos durante el desarrollo embrionario, la regeneración de células madre y durante las metástasis de tumores invasivos.
Una de las limitaciones actuales de la medicina regenerativa es la dificultad de asegurar que las células madre trasplantadas a un paciente lleguen y se implanten en el destino deseado. “Una vez descrito este mecanismo, hemos dado el primer paso de cara a ser capaces de manipularlo para redirigir las células madre de forma mucho más eficiente, ya que se trata del sistema que ellas utilizan de manera natural”, apunta el investigador del CMR[B].
Condensación versus polimerización
La comunicación entre células es un proceso muy preciso basado en la existencia de proteínas receptoras de membrana que son capaces de captar señales externas del entorno y traducirlas a nivel interno. En el estudio, el equipo del CMR[B] se ha centrado en los receptores de membrana Eph y su ligando efrina.
“Gracias a nuestras técnicas de microscopia, hemos observado que el receptor Eph, en presencia de efrina, empieza a agregarse formando grandes estructuras. Esta agregación no es homogénea, sino que sigue dos patrones diferenciados, que hemos denominado polimerización (unión de monómeros) y condensación (unión de oligómeros). El balance entre estos dos procesos regula el rango dinámico de respuesta, ya que si bien la polimerización implica la activación de los monómeros, en la condensación el agregado es absorbido por la célula cortando la señal”, explica el Dr. Ojosnegros.
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Artículo de referencia 1: Ojosnegros, S., Cutrale, F., Rodrígues, D., Otterstrom, JJ., Chiu, CL., Hortigüela, V., Tarantino, C., Seriola, A., Mieruszynski, S., Martinez, E., Lakadamyali, M., Raya, A., Fraser, Se. (2017) Eph-ephrin signaling modulated by polymerization and condensation of receptors. PNAS, epub ahead of print
Artículo de referencia 2: Verónica Hortigüela, Enara Larrañaga, Francesco Cutrale, Anna Seriola, María García-Díaz, Anna Lagunas, Jordi Andilla, Pablo Loza-Alvarez, Josep Samitier, Samuel Ojosnegros, Elena Martínez (2017) Nanopatterns of surface-bound ephrinB1 produce multivalent ligand-receptor interactions that tune EphB2 receptor clustering. NANO Letters, epub ahead of print
