{"id":135385,"date":"2026-07-27T12:06:10","date_gmt":"2026-07-27T10:06:10","guid":{"rendered":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/?p=135385"},"modified":"2026-07-27T12:25:41","modified_gmt":"2026-07-27T10:25:41","slug":"bajo-presion-cuando-la-tension-se-acumula-el-nucleo-se-escapa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/es\/bajo-presion-cuando-la-tension-se-acumula-el-nucleo-se-escapa\/","title":{"rendered":"Bajo presi\u00f3n: cuando la tensi\u00f3n se acumula, el n\u00facleo se escapa"},"content":{"rendered":"\n

nvestigadores del IBEC han descubierto que los tejidos epiteliales se adaptan a un estiramiento prolongado reorganizando lentamente su citoesqueleto de queratina en grandes redes multicelulares. Utilizando microscop\u00eda avanzada en tiempo real, modelos hechos con ingenier\u00eda de tejidos y simulaciones computacionales, el equipo descubri\u00f3 que este proceso acaba empujando el n\u00facleo de la c\u00e9lula fuera de la jaula de queratina que lo rodea. Este hallazgo revela un mecanismo previamente desconocido por el cual los tejidos responden al estr\u00e9s mec\u00e1nico sostenido, con posibles implicaciones para el desarrollo, la fisiolog\u00eda de los \u00f3rganos y las enfermedades relacionadas con una organizaci\u00f3n defectuosa de la queratina.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"
C\u00fapula formada en respuesta a la presi\u00f3n en el tejido epitelial<\/strong>. Izquierda: vista lateral (arriba) y proyecci\u00f3n m\u00e1xima (abajo) de una regi\u00f3n de c\u00e9lulas, que incluye una c\u00fapula (c\u00edrculo punteado blanco). Derecha: una vista ampliada de los recuadros 1, 2 y 3 de la imagen de la izquierda.\u00a0 Verde: queratina; magenta: actina; azul: n\u00facleo. Se puede observar claramente que, en las c\u00e9lulas estiradas, los filamentos de queratina se reorganizan en una estructura gruesa en forma de haz que conecta las c\u00e9lulas vecinas y forma una red supracelular a lo largo del tejido.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

\u00bfC\u00f3mo se las arreglan los tejidos para soportar un estiramiento durante horas o incluso d\u00edas? Un estudio dirigido por investigadores del Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a (IBEC)<\/strong> ha descubierto una respuesta inesperada: las c\u00e9lulas reorganizan radicalmente su estructura interna y, en el proceso, liberan sus n\u00facleos de una red protectora de queratina. El trabajo, publicado en Nature Physics<\/em><\/a>, revela una nueva forma en la que los tejidos se adaptan a fuerzas mec\u00e1nicas prolongadas.<\/p>\n\n\n\n

La queratina es uno de los principales componentes estructurales del citoesqueleto, la red de filamentos proteicos que confiere a las c\u00e9lulas su forma y su resistencia mec\u00e1nica. Aunque desde hace tiempo se sabe que la queratina protege a los tejidos de grandes deformaciones, a\u00fan no estaba claro c\u00f3mo responde exactamente al estiramiento prolongado.<\/p>\n\n\n\n

Para investigar esta cuesti\u00f3n, los investigadores combinaron tejidos epiteliales modificados gen\u00e9ticamente, un dispositivo microflu\u00eddico de estiramiento dise\u00f1ado a medida, microscop\u00eda avanzada en tiempo real y modelizaci\u00f3n computacional a m\u00faltiples escalas. Observaron que la queratina no reacciona de forma inmediata cuando se estiran los tejidos. En cambio, a lo largo de varias horas, los filamentos individuales se reorganizan gradualmente en gruesos haces en forma de estrella que se extienden entre c\u00e9lulas vecinas, formando redes supracelulares a lo largo del tejido.<\/p>\n\n\n\n

\u00abLa simulaci\u00f3n de la din\u00e1mica intracelular revel\u00f3 que el mismo proceso que forma estos llamativos haces tambi\u00e9n genera fuerzas que, en \u00faltima instancia, empujan al n\u00facleo fuera de su jaula<\/em>\u00bb, afirma Marco Pensalfini<\/strong>, profesor adjunto de la Universidad Queen Mary de Londres, quien desarroll\u00f3 el modelo computacional junto con Marino Arroyo<\/strong>, catedr\u00e1tico del Departamento de Ingenier\u00eda Civil y Medioambiental de la UPC e investigador principal del grupo de investigaci\u00f3n \u00ab Interfaces de materiales blandos y vivos<\/a> \u00bb del CIMNE. \u00abLa modelizaci\u00f3n computacional nos permiti\u00f3 relacionar lo que observamos en los experimentos con los mecanismos f\u00edsicos subyacentes<\/em>\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

La reorganizaci\u00f3n estructural comienza en las uniones donde se encuentran tres c\u00e9lulas. Los filamentos de queratina desaparecen progresivamente de estas regiones y se acumulan formando haces cada vez m\u00e1s gruesos. Sorprendentemente, el proceso es colectivo: comienza en unas pocas c\u00e9lulas aisladas y luego se propaga a sus vecinas, creando \u00e1reas cada vez m\u00e1s extensas de c\u00e9lulas agrupadas en haces, conectadas por una red compartida de queratina.<\/p>\n\n\n\n

Las im\u00e1genes de microscop\u00eda en tiempo real confirmaron esta predicci\u00f3n: a medida que los haces se hac\u00edan m\u00e1s gruesos, el n\u00facleo se desprend\u00eda gradualmente de la malla de queratina que lo rodeaba hasta separarse por completo, quedando unido \u00fanicamente a una cantidad residual de filamentos. Esta \u00abliberaci\u00f3n del n\u00facleo\u00bb result\u00f3 ser uno de los hallazgos m\u00e1s llamativos del estudio, estrechamente vinculado a la propia formaci\u00f3n de los haces de queratina.<\/p>\n\n\n\n

\u00abUna de las preguntas m\u00e1s intrigantes que plantea nuestro estudio es si este proceso de liberaci\u00f3n protege en \u00faltima instancia al n\u00facleo o lo hace m\u00e1s vulnerable<\/em>\u00bb, afirma Xavier Trepat<\/strong>, profesor de investigaci\u00f3n ICREA en el IBEC, investigador principal del grupo de Din\u00e1mica Integrativa de C\u00e9lulas y Tejidos<\/a> y col\u00edder del estudio. \u00abPor un lado, la eliminaci\u00f3n de la jaula de queratina podr\u00eda exponer al n\u00facleo de forma m\u00e1s directa a las fuerzas mec\u00e1nicas. Por otro lado, y aunque pueda parecer contradictorio, la desconexi\u00f3n del n\u00facleo de una red citoesquel\u00e9tica sometida a gran tensi\u00f3n podr\u00eda, de hecho, protegerlo al impedir la transmisi\u00f3n de la fuerza. Para comprender cu\u00e1l de estos efectos predomina, ser\u00e1n necesarios estudios adicionales que examinen c\u00f3mo responden los n\u00facleos a una tensi\u00f3n mec\u00e1nica prolongada<\/em>\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Los investigadores tambi\u00e9n identificaron un papel importante de la actina, otro componente fundamental del citoesqueleto. El debilitamiento de los enlaces moleculares entre la actina y la queratina aceler\u00f3 el proceso de agrupaci\u00f3n casi tres veces, lo que demuestra que las interacciones entre ambos sistemas de filamentos son reguladores clave de c\u00f3mo los tejidos se adaptan al estiramiento.<\/p>\n\n\n\n

\u00abEstos hallazgos pueden ayudarnos a comprender mejor c\u00f3mo se adaptan los tejidos al estiramiento prolongado en una amplia variedad de contextos biol\u00f3gicos<\/em>\u00bb, afirma Tom Golde<\/strong>, investigador postdoctoral del grupo de Trepat y primer autor del estudio. \u00abSe dan condiciones mec\u00e1nicas similares durante el desarrollo embrionario y en \u00f3rganos que se expanden y contraen repetidamente, como la vejiga o la gl\u00e1ndula mamaria. Tambi\u00e9n creemos que los mecanismos que hemos descubierto podr\u00edan ser relevantes para enfermedades en las que la red de queratina se ve alterada<\/em>\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Al igual que los ingenieros suelen reforzar puentes y edificios para que soporten cargas repetidas, este estudio demuestra que nuestras propias c\u00e9lulas han desarrollado una estrategia notablemente similar: reconstruyen continuamente su estructura interna para mantener la resistencia de los tejidos frente a las fuerzas mec\u00e1nicas cotidianas.
<\/p>\n\n\n\n

Xavier Trepat es tambi\u00e9n profesor de la Universidad de Barcelona (UB) y miembro del Centro de Investigaci\u00f3n Biom\u00e9dica en Red en Bioingenier\u00eda, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN).<\/p>\n\n\n\n

El estudio tambi\u00e9n ha contado con la participaci\u00f3n del Laboratorio de C\u00e1lculo Num\u00e9rico (LaC\u00e0N) de la Universidad Polit\u00e9cnica de Catalu\u00f1a-BarcelonaTech (UPC)<\/strong>; la Universidad de Columbia en Nueva York<\/strong>; la Facultad de Medicina de la Universidad de Barcelona (UB)<\/strong>; la Universidad de Viena<\/strong>; el University College de Londres<\/strong>; y el Centro Internacional de M\u00e9todos Num\u00e9ricos en Ingenier\u00eda (CIMNE)<\/strong> de Barcelona.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Art\u00edculo de referencia:<\/p>\n\n\n\n

Tom Golde, Marco Pensalfini, Nimesh Chahare, Pere Roca-Cusachs, Gerhard Wiche, Guillaume T. Charras, Marino Arroyo & Xavier Trepat. Dynamics of supracellular keratin bundling and nuclear uncaging in stretched epithelia. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n
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