El epitelio un tejido formado por células muy yuxtapuestas, forma las glándulas y cubre la superficie exterior del cuerpo humano, así como sus cavidades internas, como los pulmones o los intestinos. Hay diferentes tipos de epitelios, dependiendo de las superficies que cubran y las funciones que realicen. Estos tejidos están sujetos a múltiples tipos de estiramiento mecánico, como las causadas por el paso de los alimentos o el llenado de la vejiga. La entrada mecánica influye fuertemente en la proliferación y diferenciación de las células epiteliales, ya sea saludable o canceroso, pero los procesos subyacentes siguen siendo poco conocidos. Investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, han descubierto que las proteínas Zonula Occludens-1 y -2 (ZO-1 y ZO-2), que contribuyen a la estanqueidad del epitelio, percibir estas señales físicas y activar diferentes respuestas celulares en consecuencia.

Publicado en la revista Biología actual , Estos resultados revelan un proceso novedoso mediante el cual las fuerzas mecánicas pueden regular la estructura de los epitelios, su equilibrio dinámico y el establecimiento de barreras tisulares. Por lo tanto, la inhibición dirigida de ZO-1 en tumores podría ser una vía a explorar, dado su probable papel en la proliferación de células cancerosas.

Células epiteliales, que están conectados entre sí a través de uniones intercelulares, una red de proteínas más o menos densamente ensambladas, forman las glándulas y recubren las cavidades y la superficie del cuerpo. Estas células pueden, por ejemplo, absorber agua y solutos en los riñones, secretan leche en las glándulas mamarias o resisten el estrés mecánico durante el llenado y vaciado de la vejiga. Comprender cómo funcionan las células epiteliales es un gran desafío, tanto en condiciones saludables como cancerosas, ya que la mayoría de los tumores se desarrollan a partir de células epiteliales.

Un esqueleto celular flexible

"Las fuerzas mecánicas ejercidas sobre estas células influyen en su comportamiento, induciéndoles, por ejemplo, a proliferar para reparar una lesión, o para formar una estructura tridimensional como una glándula ", explica Sandra Citi, profesor del Departamento de Biología Celular de la Facultad de Ciencias de la UNIGE.

Las proteínas ZO-1 y ZO-2, que forman parte de las uniones intercelulares, también están en contacto con el citoesqueleto, la red de filamentos contráctiles que dan forma a la célula. Los biólogos de UNIGE, en colaboración con investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana (EPFL) y la Universidad Nacional de Singapur, se preguntó si estas proteínas desempeñaban un papel en la transmisión de señales mecánicas, conduciendo, por ejemplo, a un cambio en la proliferación celular.

Secuestrar un factor clave bajo demanda

Domenica Spadaro, investigador de UNIGE y primer autor del estudio, detalla los resultados:"ZO-1 asume diferentes conformaciones dependiendo de la tensión ejercida por el citoesqueleto, como un resorte flexible. Cuando el citoesqueleto está tenso, esta tracción estira ZO-1, que secuestrará un factor esencial para la multiplicación celular. En cambio, después de una lesión, por ejemplo, ZO-1 afloja y libera este factor para que las células proliferen nuevamente para reparar la lesión ".

Dependiendo de la organización del citoesqueleto y la tensión que ejerce, ZO-1 y ZO-2 trabajan juntos para estabilizar los factores que regulan la expresión génica, Proliferación celular y rigidez epitelial. así como la capacidad del epitelio para organizarse en estructuras tridimensionales. También es probable que ZO-1 y ZO-2 desempeñen un papel en la proliferación de células cancerosas, que son sensibles a las fuerzas mecánicas en su entorno. Por lo tanto, el desarrollo de moléculas capaces de inhibirlos dentro de los tumores podría ser una ventaja para combatir las neoplasias malignas.