Se ha descubierto que las proteínas asociadas con la regulación del tamaño y la forma de los órganos responden a la mecánica del microambiente de formas que afectan específicamente la decisión de las células madre cardíacas adultas de generar células musculares o vasculares.

El desarrollo celular para funciones específicas, la denominada diferenciación celular, es crucial para mantener tejidos y órganos sanos. Dos proteínas en particular, la proteína asociada a Yes (YAP) y la proteína reguladora de la transcripción que contiene el dominio WW 1 (WWTR1 o TAZ), se han relacionado con el control de la diferenciación celular en los tejidos linfáticos, circulatorio, sistemas intestinales y neurales, así como regular la renovación de células madre embrionarias. Una colaboración internacional de investigadores ha identificado ahora que los cambios en la elasticidad y la nanotopografía del entorno celular de estas proteínas pueden afectar la forma en que las células madre del corazón se diferencian con implicaciones para la aparición de enfermedades cardíacas.

Investigadores del Centro Internacional de Nanoarquitectónica de Materiales (MANA), El Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS) colaboró ​​con investigadores en Finlandia, Italia, Los países bajos, Arabia Saudita y la República Checa en el estudio.

Diseñaron proteínas YAP y TAZ que expresaban proteína verde fluorescente para poder rastrear su ubicación dentro de la célula. Luego prepararon sustratos celulares a partir de biomateriales inteligentes que muestran un control dinámico de la elasticidad y la nanoestructura con la temperatura. "Nuestros datos proporcionan la primera evidencia de que la actividad de transporte YAP / TAZ entre el núcleo y el citoplasma se activa rápidamente en respuesta a modificaciones dinámicas en la rigidez o nanoestructura del sustrato, "explican los investigadores.

Las observaciones de la expresión génica destacaron el papel clave de las proteínas YAP / TAZ en la diferenciación celular. En investigaciones posteriores sobre el efecto de la rigidez del sustrato, también encontraron que la diferenciación celular era más eficiente para los sustratos que mostraban una rigidez similar a la que se encuentra en el corazón.

Los autores sugieren que comprender los efectos de la nanoestructura y la mecánica del microambiente sobre cómo estas proteínas afectan la diferenciación celular podría usarse para ayudar en los procesos que mantienen un corazón sano. Ellos concluyen, "Estas proteínas están indicadas como objetivos potenciales para controlar el destino de las células progenitoras cardíacas mediante el diseño de materiales".