Utilizando técnicas de imágenes de súper resolución, los investigadores observaron cómo los equipos de reparación molecular de las células, conocidos como complejos de poros nucleares, se reorganizan rápidamente cuando parte de la membrana celular se rompe. Los complejos de poros nucleares controlan lo que entra y sale del núcleo de una célula, el centro de control de la célula.
"Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las células tienen una manera de reparar daños muy rápidamente, pero nadie sabía cómo", dijo la autora principal Erin Trantham-Davidson, PhD, profesora asistente de biociencias moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg. "Resulta que las células tienen una forma notable e inesperada de reparar y mantener muy rápidamente su estructura básica".
El estudio fue publicado en la revista Current Biology.
En experimentos con células humanas en el laboratorio, los investigadores hicieron desgarros específicos en la membrana nuclear y luego observaron cómo respondían las células. Normalmente, el interior de una célula está lleno de moléculas flotando, pero después de que se produce un desgarro en la membrana celular, los complejos de poros nucleares forman un sello hermético alrededor de los bordes del desgarro para detener cualquier fuga molecular.
"Si esto no sucediera rápidamente, sería catastrófico para la célula y podría provocar la muerte", dijo Trantham-Davidson.
A los 30 segundos de la rotura, complejos de poros nucleares cubrieron completamente el borde de la rotura. En dos minutos, los poros se organizaron y pudieron controlar lo que entraba y salía del núcleo, permitiendo que la célula volviera a su función normal.
Utilizando imágenes de células vivas y simulaciones por computadora, los investigadores también determinaron el mecanismo físico detrás de la rápida reparación. Observaron que, después del daño de la membrana, las membranas nucleares interna y externa se fusionan, creando una estructura sobre la cual los complejos de poros nucleares pueden ensamblarse rápidamente. Este proceso implica la remodelación de los complejos de poros nucleares, en la que los complejos se desmontan, se trasladan a lo largo de la membrana y se vuelven a ensamblar en el sitio del daño. Este mecanismo ofrece información importante sobre el comportamiento dinámico y la adaptabilidad de los complejos de poros nucleares.
"Los complejos de poros nucleares son increíblemente grandes, por lo que los científicos tradicionalmente asumieron que eran lentos e inmóviles", dijo Trantham-Davidson. "Nuestro estudio muestra que son notablemente dinámicos, y esto probablemente sea cierto para otros grandes complejos biológicos".
Los hallazgos podrían tener implicaciones para los tratamientos contra el cáncer. Las células cancerosas a menudo pierden la capacidad de reparar daños en su membrana nuclear, lo que podría hacerlas más sensibles a las terapias dirigidas a este mecanismo de reparación.
"Al comprender mejor cómo las células reparan las estructuras básicas cuando están dañadas, podremos diseñar nuevas terapias para ayudar al sistema inmunológico a reconocer y destruir mejor las células cancerosas", dijo Trantham-Davidson.
