Pie de foto: Fuerzas ejercidas por las células que rodean la brecha (línea azul punteada) al principio se extienden lejos, luego se dirigen hacia la brecha durante la contracción del cable en «bolsa de tabaco» (rojo).
Normalmente, en heridas pequeñas o superficiales, las células empiezan a arrastrarse hacia adelante a través del agujero, se forman unos cables contráctiles en las células que rodean la herida para ayudar a cerrar la herida. Este mecanismo se basa en una capa debajo sobre la que las células que se arrastran, la matriz extracelular (ECM), que les proporciona un soporte para adherirse y arrastrarse por encima.
Sin embargo, en casos de heridas crónicas o severas, las capas subyacentes pueden dañarse también, y las células circundantes pueden no ser capaces de reemplazar las proteínas de la matriz extracelular. Los investigadores querían encontrar cómo estos tipos de heridas – conocidas como brechas no adherentes – se cierran y se curan, aunque a un ritmo más lento y con una mayor probabilidad de infección.
“Hemos visto que el cerramiento de este tipo de agujeros se da exclusivamente mediante el mecanismo conocido como “cierre en bolsa de tabaco”, explica Xavier Trepat, investigador principal del grupo del IBEC Integración Celular y Dinámica de Tejidos. “Utilizando una combinación de cultivos celulares, microfabricación y medidas de fuerza. Hemos visto que las células en el borde de las brechas no adherentes están aún unidas a la matriz extracelular. Entonces se propagan tan lejos como les es posible a través del centro del agujero – pero midiendo la dirección de las fuerzas nos dimos cuenta que en realidad lo que hacen es empujar lejos de él.”
A pesar de que esto pueda sonar contra-intuitivo, en realidad estabiliza las células, un poco como un puente colgante, donde cada extremo apoyado en el borde ancla la extensión del puente en el espacio hasta que las dos partes se unen en el centro. Una vez que las células se han diseminado lo más lejos posible del agujero, se forman los cables contráctiles en “bolsa de tabaco” a través de las células. La fuerza ejercida por estas células se invierte y las células empiezan a tirar la una de la otra a través del centro del agujero, acelerando continuamente la contracción de la proteína cable. “A medida que las células se mueven hacia dentro para cerrar el espacio vacío, más cables contráctiles pueden alcanzar la brecha y conectarse al otro lado,” dije Xavier. “Estos cables pueden contraerse rápidamente, dando lugar a la formación de una lámina de células suspendidas sobre el hueco, y el cierre completo de la herida.”
El mecanismo de “tira y afloja” identificado en este estudio proporciona una demostración sólida de cómo las células ejercen fuerzas direccionales para potenciar procesos biológicos. Estos nuevos conocimientos de las propiedades mecánicas de la piel y las células internas epiteliales puede conducir a avances en la reparación de heridas, especialmente en los casos en que se ve comprometida la matriz extracelular. Con las heridas crónicas, llagas y úlceras – una complicación común en varias enfermedades, particularmente aquellas asociadas con el envejecimiento – es imperativo que los investigadores a comprendan mejor los mecanismos que intervienen en su reparación.
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Artículo de referencia: Vedula SR, Peyret G, Cheddadi I, Chen T, Brugués A, Hirata H, Lopez-Menendez H, Toyama Y, Neves de Almeida L, Trepat X, Lim CT & Ladoux B. (2015). Mechanics of epithelial closure over non-adherent environments. Nat Commun., 6:6111
