Las células suelen comer partículas sólidas, un proceso llamado fagocitosis. Los investigadores suelen utilizar nanopartículas sintéticas para comprender los intrincados detalles de este proceso, pero no siempre se parecen a los alimentos que deleitan las células en la naturaleza. Ahora, los investigadores han diseñado partículas biológicas de tamaño y forma controlados que reflejan los alimentos naturales y las han combinado con imágenes de alta resolución para comprender cómo se deforman las células para envolver los alimentos. Los hallazgos podrían arrojar luz sobre cómo las células absorben nutrientes y responden a invasores extraños como las bacterias.
Cuando se enfrentan a una partícula para engullirla, las células envían seudópodos (extensiones de membrana) para abrazarla. Luego cierran los bordes de los seudópodos para formar un compartimento rodeado de membrana que encierra la partícula de alimento.
Para ver este proceso con más detalle, el equipo desarrolló dos tipos de partículas sintéticas que podrían distinguirse fácilmente utilizando una técnica de microscopía de alta resolución conocida como microscopía de iluminación estructurada 3D. Esta técnica permitió a los investigadores no solo visualizar la membrana que envuelve las partículas, sino también cuantificar cuánto se estiraba la membrana para acomodar partículas de diferentes tamaños y formas. Descubrieron que las partículas esféricas del mismo tamaño estiran la membrana más que las partículas alargadas, probablemente porque la curvatura de la partícula esférica requiere más membrana para una envoltura completa.
El equipo también observó otro comportamiento que podría proporcionar pistas sobre cómo las células discriminan entre diferentes tipos de partículas de alimentos. Normalmente, las células utilizan receptores químicos en su superficie para identificar partículas destinadas a la fagocitosis. Sin embargo, el equipo notó que las células eran más eficientes a la hora de rodear las partículas con forma de balón de fútbol que las esféricas, independientemente de la presencia de señales químicas que normalmente desencadenarían la fagocitosis. Esto sugiere que las células pueden usar propiedades físicas, como la forma, para atacar ciertos tipos de partículas, información que podrían usar para distinguir entre moléculas comestibles y amenazas potenciales como bacterias invasoras.
Los investigadores dicen que su enfoque proporciona un nuevo medio para estudiar la fagocitosis con formas y tamaños de partículas más realistas de lo que era posible anteriormente. Planean utilizar sus métodos para investigar cómo los compartimentos rodeados de membranas circulan dentro de las células y cómo entregan su carga.
