A cell spreading on the nanometric pillars
En un artículo publicado en PNAS esta semana, investigadores del Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) en Barcelona han descubierto un mecanismo crucial por el cual las células exploran su medio, que los ha acercado un paso más a entender cómo interactúan con lo que las rodea. Este resultado abre puertas a poder predecir o controlar el comportamiento celular.
“Cómo una célula puede medir la rigidez de su entorno ha sido un misterio desde hace mucho tiempo,” explica Pere Roca-Cusachs, investigador senior en el grupo de Biomecánica Celular y Respiratoria del IBEC, que llevó a cabo la investigación con colaboradores de los EEUU. “¿Ejerce una fuerza determinada sobre su medio, y entonces mide cuánto se mueve, como una persona salta sobre una cama para ver cómo cede? ¿O bien aplica una determinada distorsión, y entonces mide cuánta fuerza requiere? Además, ¿la medición la realiza la célula como un todo, o tiene múltiples sensores en miniatura que comprueban la rigidez en diferentes puntos?”
Para responder a estas preguntas, los científicos colocaron células sobre un lecho de pilares nanométricos flexibles. “Siguiendo el movimiento de estos pilares, fuimos capaces de trazar un mapa de cómo las células ejercen fuerzas en su medio con una resolución jamás obtenida,” explica Pere. “Usando esta técnica, descubrimos que el sensor de rigidez de las células es un pequeño complejo de no más de un micrómetro (1/1.000 de milímetro) de largo.” Los investigadores también vieron que la célula posee múltiples copias de este complejo, y que todas aplican un desplazamiento constante de 60 nanómetros – menos de 1/10.000 de milímetro. Los sensores miden entonces la fuerza aplicada para deducir la rigidez del medio.
“Estos hallazgos representan un paso muy importante hacia la comprensión de cómo las células interactúan con su medio, un conocimiento crucial para fabricar órganos como pulmones o corazones in vitro o tratar enfermedades como el cáncer,” dice 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.
