Glóbulos blancos humanos, conocidos como leucocitos, nadar utilizando un mecanismo recientemente descrito llamado remo molecular, investigadores informan en la edición del 15 de septiembre de Revista biofísica . Este mecanismo de micronatación podría explicar cómo tanto las células inmunes como las células cancerosas migran en varios nichos llenos de líquido en el cuerpo. para bien o para mal.

"La capacidad de las células vivas para moverse de forma autónoma es fascinante y crucial para muchas funciones biológicas, pero los mecanismos de migración celular siguen siendo parcialmente entendidos, ", dice el coautor principal del estudio, Olivier Theodoly, de la Universidad de Aix-Marseille en Francia." Nuestros hallazgos arrojan nueva luz sobre los mecanismos de migración de las células ameboides, que es un tema crucial en la investigación de la inmunología y el cáncer ".

Las células han desarrollado diferentes estrategias para migrar y explorar su entorno. Por ejemplo, células de esperma, microalgas, y las bacterias pueden nadar a través de las deformaciones de la forma o mediante el uso de un apéndice en forma de látigo llamado flagelo. Por el contrario, Se sabe que las células somáticas de mamíferos migran adhiriéndose a las superficies y arrastrándose. Está ampliamente aceptado que los leucocitos no pueden migrar en superficies bidimensionales sin adherirse a ellas.

Un estudio anterior informó que ciertos glóbulos blancos humanos llamados neutrófilos podían nadar, pero no se demostró ningún mecanismo. Otro estudio mostró que los leucocitos de ratón podrían ser provocados artificialmente para que naden. Se cree ampliamente que la natación celular sin un flagelo requiere cambios en la forma celular, pero se han debatido los mecanismos precisos que subyacen a la migración de leucocitos.

A diferencia de estudios anteriores, Teodolio coautor principal del estudio, Chaouqi Misbah, de la Universidad de Grenoble Alpes, y sus colaboradores proporcionan evidencia experimental y computacional en el nuevo estudio de que los leucocitos humanos pueden migrar en superficies 2-D sin pegarse a ellos y pueden nadar utilizando un mecanismo que no depende de cambios en la forma celular. "Mirar el movimiento celular da la ilusión de que las células deforman su cuerpo como un nadador, "Dice Misbah." Aunque los leucocitos muestran formas muy dinámicas y parecen nadar con un modo de brazada de pecho, nuestro análisis cuantitativo sugiere que estos movimientos son ineficaces para impulsar las células ".

En lugar de, las células se mueven usando proteínas transmembrana, que atraviesan la membrana celular y sobresalen fuera de la célula. Los investigadores muestran que el movimiento de la membrana (movimiento hacia atrás de la superficie celular) impulsa la migración de leucocitos en ambientes sólidos o líquidos, con y sin adherencia.

Sin embargo, la membrana celular no se mueve como una cinta de correr homogénea. Algunas proteínas transmembrana están ligadas a microfilamentos de actina, que forman parte del citoesqueleto y se contraen para permitir que las células se muevan. El citoesqueleto de actina es ampliamente aceptado como el motor molecular que impulsa el rastreo celular. Los nuevos hallazgos demuestran que las proteínas transmembrana unidas a actina remar e impulsar la célula hacia adelante, mientras que las proteínas transmembrana que se difunden libremente dificultan la natación.

Los investigadores proponen que el remo continuo es posible gracias a una combinación de caminadora externa impulsada por actina y reciclaje interno de proteínas transmembrana unidas a actina a través del transporte vesicular. Específicamente, las proteínas remando en la parte posterior de la célula están encerradas dentro de una vesícula que se desprende de la membrana celular y se transporta al frente de la célula. Por el contrario, las proteínas transmembrana no remando se separan y no sufren este proceso de reciclaje interno a través del transporte vesicular.

"Este reciclaje de la membrana celular es estudiado intensamente por la comunidad que trabaja en el tráfico vesicular intracelular, pero su papel en la motilidad apenas se consideró, "Dice Theodoly." Estas funciones de clasificación y tráfico de proteínas parecían muy sofisticadas para la natación. Nuestras investigaciones, para nuestra propia sorpresa, puentear dominios tan distantes como la física de los micro nadadores y la biología del tráfico vesicular ".

Los autores dicen que el remo molecular podría permitir que las células inmunitarias exploren a fondo todas las ubicaciones del cuerpo a medida que migran a nichos llenos de líquido, como partes del cuerpo inflamadas. vejigas infectadas, fluido cerebroespinal, o líquido amniótico. Avanzando los investigadores planean investigar las funciones del remo molecular en varios entornos y evaluar si otros tipos de células utilizan este modo de migración.