El proceso a través del cual las células pueden sentir su entorno está regulado por la detección de fuerza. Esta es la principal conclusión de un estudio publicado en la revista Naturaleza , liderado por el equipo de Pere Roca-Cusachs, profesor del Departamento de Biomedicina e investigador principal del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).

"En esta investigación, determinamos cómo las células detectan la posición de moléculas (o ligandos) en su entorno con precisión nanométrica, "dice Roca-Cusachs." Cuando los ligandos se unen, las células aplican una fuerza que pueden detectar. Dado que esta fuerza depende de la distribución espacial del ligando, esto permite a las células sentir su entorno. Esto equivaldría a reconocer la cara de alguien en la oscuridad tocándola con las manos ".

La interacción entre las células y sus ligandos (el microambiente celular) es esencial para mantener la función de los tejidos. y la detección de cambios en el entorno celular es fundamental en todas las situaciones en las que se produce una remodelación tisular, como el desarrollo embrionario, Proliferación tumoral o curación de una herida.

"Dependiendo de esta distribución de fuerza celular, puede afectar la activación de la transcripción genética, un fenómeno que determina qué genes se expresan, "dice Roger Oria, primer autor del estudio y Ph.D. estudiante de la UB en el laboratorio del Dr. Roca-Cusachs.

Con este conocimiento más profundo de cómo las células detectan su entorno, Los investigadores demostraron que al alterar las condiciones del entorno celular (rigidez y distribución de los ligandos que crean la matriz extracelular), pueden controlar la respuesta de adherencia de la célula, e incluso definir un rango en el que se adhiere la celda. Este resultado, dice Roca-Cusachs, podría ser importante en procesos tumorales, ya que una mayor rigidez se relaciona con una mayor activación de oncogenes.

Los investigadores han sabido que las células pueden percibir información espacial y física a nanoescala. De hecho, se pensó que podían medir distancias, y, por lo tanto, la gente había planteado la hipótesis de la existencia de alguna molécula patrón que podría contribuir a este proceso. Según el investigador del IBEC-UB, este estudio se opone a esta hipótesis, ya que muestra que las células sienten más su entorno en lugar de verlos.

Los investigadores desarrollaron sustratos de gel de baja rigidez a los que se adhirió un patrón de nanoesferas de oro cubiertas por una proteína. que controlaba su separación. La célula reconoce estas nanoesferas como un ligando, para que los investigadores puedan medir cómo las células regulan la distribución de la fuerza y ​​el número de ligandos a los que se adhieren con respecto a su densidad.