Investigadores del Instituto de Mecanobiología (MBI) de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han identificado un papel de las tirosina quinasas receptoras en la regulación de la maquinaria mecanosensorial celular. que tiene relevancia para comprender la base del crecimiento canceroso y las anomalías del desarrollo. El trabajo fue publicado en Nano letras en agosto de 2016.

Controlando las máquinas mecanosensoriales

Las células viven en diferentes microambientes dentro del cuerpo humano. Cada uno de estos microambientes varía en su rigidez, de suave (como sangre) a duro (como hueso). Las células tienen la capacidad de sentir y reaccionar a diferentes rigideces. Para que un tejido se desarrolle correctamente, las células dentro de él deben responder correctamente a varios estímulos, incluyendo la información de su entorno físico.

Para medir la rigidez, o rigidez, de su entorno, las células utilizan máquinas 'mecanosensoriales' a nanoescala. Estas máquinas funcionan como dedos humanos. Cuando están 'pellizcando' en la matriz (varias proteínas y azúcares que rodean las células), determinan si el entorno inmediato es blando, rígido, o incluso sólido. Esta información le dirá a la celda si debe moverse, o quedarse y crecer. Para garantizar que una célula responda correctamente a la información que detecta, estas nanomáquinas deben mantenerse bajo un control preciso mediante muchos interruptores reguladores de encendido o apagado.

Cuando las señales de 'encendido o apagado' se generan incorrectamente, la maquinaria celular funcionará de manera inapropiada, y esto puede conducir a la aparición de diversas enfermedades. El cáncer en particular está asociado con una pérdida de regulación, y el mal control del mecanosensorial, motilidad, y programas de crecimiento. El resultado final aquí es que las células ignoran la rigidez de su microambiente, liberarse de su tejido circundante, invadir el torrente sanguíneo, establecerse en regiones del cuerpo que de otro modo serían extrañas, y empezar a crecer incontrolablemente.

Una clase de proteína que es fundamental para detectar señales y activar una señal de "encendido o apagado" para otras proteínas son las tirosina quinasas receptoras (RTK). Se sabe que las mutaciones o alteraciones en los RTK causan malformaciones tisulares en el desarrollo y, a menudo, funcionan de manera errática en el cáncer. De hecho, Varias terapias exitosas contra el cáncer se dirigen a RTK específicas.

Ahora, Los investigadores de MBI han descubierto que los RTK también regulan la capacidad de las células para probar la rigidez o rigidez de su entorno. controlando la actividad de la maquinaria mecanosensorial ubicada en la periferia celular.

Dirigido por el profesor Michael Sheetz, director de MBI, el equipo de investigación observó células en pilares microfabricados utilizando microscopía de fluorescencia e identificó la formación de pequeñas unidades contráctiles, que se asemejaban a los sarcómeros (las unidades contráctiles del músculo), formando en el borde frontal de la celda. Cada unidad similar a un sarcómero puenteaba dos sitios de unión de la matriz y tiraba de ellos simultáneamente, haciendo que se desvíen hacia adentro, uno hacia el otro. Cuando funciona correctamente, estas unidades de pellizco le dicen a la celda qué tan rígidos son los aditamentos de la matriz.

Conociendo la importancia de las RTK en la regulación de los programas de crecimiento celular y tisular, el equipo interrumpió o eliminó varios RTK de estas células, y nuevamente observaron cómo usaban las unidades contráctiles parecidas a sarcómeros para pellizcar la matriz debajo de ellos. Confirmando sus sospechas, cuando un RTK, conocido como AXL se interrumpió, las células se pellizcaron con mayor fuerza. Sin embargo, cuando un RTK separado, conocido como ROR2 se interrumpió, la actividad de pellizco siguió siendo la misma fuerza, pero tuvo lugar durante un período de tiempo más largo. Estas alteraciones en las máquinas pinzadoras hicieron que respondieran a matrices blandas como si fueran rígidas, que animó a las células a crecer en ambientes suaves, cuando normalmente no lo harían.

Se sabe que las células cancerosas pueden ignorar la rigidez de su entorno e iniciar la motilidad celular o las vías de crecimiento independientemente. Es más, Las interacciones alteradas entre AXL y los componentes de la maquinaria mecanosensorial se habían atribuido previamente al cambio del crecimiento celular normal al establecimiento de tumores malignos; sin embargo, la base de esta relación sigue sin estar clara. Ahora se cree que en algunos cánceres, la capacidad de las células para diseminarse por el cuerpo, y establecer nuevos tumores resulta del funcionamiento errático de la maquinaria mecanosensorial como resultado de la señalización anormal de RTK. Esta investigación renueva la noción de que dirigirse a RTK específicos es beneficioso en la lucha contra el cáncer y se espera que con más investigación, Los científicos identificarán nuevas formas de recuperar el control de las máquinas mecanosensoriales en las células cancerosas para restaurar los patrones de crecimiento normales.