Una célula invasora (verde) atraviesa la barrera protectora (negra) que separa la célula de otros tejidos. Los investigadores de la Universidad de Duke han descubierto una nueva herramienta en la maquinaria de invasión de la célula que puede ayudar a explicar la capacidad del cáncer de diseminarse. Crédito:Universidad de Duke
Las células invasoras despliegan un truco para atravesar los tejidos y extenderse a otras partes del cuerpo, informe de los investigadores.
En un nuevo estudio, Imágenes de lapso de tiempo en 3-D de los "robos" celulares en el gusano transparente C. elegans revela un fugaz, aún estructura clave en acción. Una sola protuberancia sobresale de la superficie celular, hace un agujero a través de la capa protectora que separa la célula de otros tejidos, y se hincha hasta que la brecha es lo suficientemente amplia como para que toda la celda pueda pasar.
Estos hallazgos podrían apuntar a nuevas formas de prevenir la metástasis, la propagación de las células cancerosas, que normalmente hace que la enfermedad sea más mortal y difícil de tratar. El trabajo apareció el 20 de noviembre en la revista. Célula de desarrollo .
La mayoría de las células del cuerpo se quedan quietas. Pero de vez en cuando las células penetran en otros tejidos, dijo el autor principal David Sherwood, profesor de biología en la Universidad de Duke.
La capacidad de las células para romperse y entrar es fundamental para muchos procesos normales, como cuando la placenta se adhiere al útero durante el embarazo temprano, o cuando las células inmunitarias se abren paso a través de las paredes de los vasos sanguíneos para llegar a los sitios de lesión o infección.
La invasión celular es secuestrada durante la metástasis, cuando las células cancerosas abandonan el lugar del tumor original y se diseminan a otras partes del cuerpo.
Para difundir una célula primero debe penetrar una malla de proteínas y otras moléculas en forma de lámina llamada membrana basal, que sostiene y rodea los tejidos como una envoltura de Kevlar.
Uno de los primeros pasos en este proceso de avance fue reconocido hace 30 años, Dijo Sherwood. La membrana basal es demasiado densa para deslizarse, por lo que las células invasoras comienzan sacando "pies" diminutos muchas veces más finos que un cabello humano, llamado invadopodia. Estas proyecciones en forma de pistón salen de la superficie de la celda cada pocos segundos y luego se retraen, hasta que uno perfora un pequeño agujero en la membrana basal. ¿Qué sucede después de la infracción inicial? sin embargo, fue menos claro.
En el nuevo estudio, Los investigadores identifican una segunda estructura que se hace cargo después de que los invadopodia hacen el primer pinchazo.
Un video de lapso de tiempo de una célula invasora en el gusano de laboratorio C. elegans muestra una protuberancia fugaz que puede ayudar a explicar cómo se propaga el cáncer. Crédito:Kaleb Naegeli, Universidad de Duke
El grupo de Sherwood usó una cámara conectada a un poderoso microscopio para tomar fotografías de las células de los gusanos invasores cada cinco minutos durante un máximo de tres horas.
Rastrearon una celda especializada llamada celda de anclaje, que atraviesa la membrana basal que separa el útero de la lombriz de su vulva para conectarlos para que la lombriz pueda poner huevos.
Sherwood y sus colegas descubrieron que la célula de anclaje de C. elegans logra esta tarea con la ayuda de una sola protuberancia grande que se encaja en el pequeño agujero creado por la invadopodia. como un pie en la puerta. A medida que la protuberancia se agranda, empuja la membrana basal a un lado y expande el agujero existente.
En lugar de estirarse como un globo, los investigadores encontraron, la protuberancia se infla añadiendo a la membrana celular desde dentro. Pequeños sacos dentro de la célula llamados lisosomas se concentran en el sitio de la brecha. Una vez ahí, se fusionan con la membrana externa de la célula, aumentando su superficie. A medida que la protuberancia se hincha, una proteína llamada distroglicano se agrupa en su base para evitar que la protuberancia se desinfle.
Las fuerzas de empuje "abren un camino para la invasión similar a la forma en que se infla un catéter de globo para abrir una arteria, ", Dijo Sherwood. En media hora se contrae, dejando un agujero lo suficientemente ancho para que la celda se mueva a través de él.
Para hacer la protuberancia, el estudio muestra, la célula depende de una señal química llamada netrina y su receptor para dirigir los lisosomas al sitio. Los niveles altos de netrina se han relacionado con la metástasis en numerosos cánceres humanos, lo que sugiere que el mecanismo que encontraron los investigadores es una característica común de las células invasoras, Dijo Sherwood.
Los hallazgos también podrían explicar por qué han fallado los medicamentos diseñados para bloquear la propagación del cáncer dirigiéndose a las células invasoras.
Varios tratamientos propuestos funcionan inhibiendo enzimas llamadas metaloproteinasas que disuelven la membrana basal. La razón por la que estas terapias han tenido un éxito limitado en los ensayos clínicos, Sherwood dijo:puede deberse a que ignoran a un jugador fundamental en la progresión del cáncer:estas protuberancias inflables que sobresalen de la célula tumoral y empujan la membrana basal hacia un lado.
Descubrir cómo bloquear la vía de la netrina y evitar que las células cancerosas produzcan nuevas protuberancias podría privarlas de una herramienta fundamental que utilizan para propagarse. Dijo Sherwood.
"Las células migratorias tienen un repertorio notable de tácticas de invasión, ", Dijo Sherwood." Este estudio revela otro truco bajo la manga ".
