Cuando las células T de nuestro sistema inmunológico se activan, Las pequeñas fuerzas de tracción a nivel molecular juegan un papel importante. Ahora se han estudiado en TU Wien.

Constantemente ocurren procesos muy complicados en nuestro cuerpo para mantener a raya a los patógenos:las células T de nuestro sistema inmunológico están ocupadas buscando antígenos, moléculas sospechosas que encajan exactamente en ciertos receptores de las células T como una llave en una cerradura. Esto activa la célula T y los mecanismos de defensa del sistema inmunológico se ponen en movimiento.

Aún no se comprende bien cómo se lleva a cabo este proceso a nivel molecular. Lo que ahora está claro, sin embargo, es que no solo la química juega un papel en el acoplamiento de los antígenos a la célula T; Los efectos micromecánicos también son importantes. Las estructuras submicrométricas de la superficie celular actúan como resortes de tensión microscópicos. Es probable que las pequeñas fuerzas que se produzcan como resultado sean de gran importancia para el reconocimiento de antígenos. En TU Wien, ahora ha sido posible observar estas fuerzas directamente utilizando métodos de microscopía altamente desarrollados.

Esto fue posible gracias a la cooperación entre TU Wien, Humbold Universität Berlín, ETH Zurich y MedUni Vienna. Los resultados ya se han publicado en la revista científica. Nano letras .

Oler y sentir

En lo que respecta a la física, nuestros órganos sensoriales humanos funcionan de formas completamente diferentes. Podemos oler es decir, detectar sustancias químicamente, y podemos tocar es decir, clasificar los objetos por la resistencia mecánica que nos presentan. Es similar con las células T:pueden reconocer la estructura específica de ciertas moléculas, pero también pueden "sentir" los antígenos de forma mecánica.

"Las células T tienen las llamadas microvellosidades, que son estructuras diminutas que parecen pequeños pelos, "dice el profesor Gerhard Schütz, jefe del grupo de trabajo de biofísica del Instituto de Física Aplicada de TU Wien. Como mostraron los experimentos, Pueden ocurrir efectos notables cuando estas microvellosidades entran en contacto con un objeto:las microvellosidades pueden abarcar el objeto, similar a un dedo curvo que sostiene un lápiz. Entonces pueden incluso agrandarse, de modo que la protuberancia en forma de dedo eventualmente se convierta en un cilindro alargado, que se da vuelta al objeto.

"Pequeñas fuerzas ocurren en el proceso, del orden de menos de un nanonewton, "dice Gerhard Schütz. Un nanonewton corresponde aproximadamente a la fuerza de peso que ejercería una gota de agua con un diámetro de una vigésima parte de un milímetro.

Medición de fuerza en el hidrogel

Medir fuerzas tan pequeñas es un desafío. "Logramos colocar la célula junto con diminutas perlas de prueba en un gel especialmente desarrollado. Las perlas transportan moléculas en su superficie a las que reacciona la célula T, ", explica Gerhard Schütz." Si conocemos la resistencia que nuestro gel ejerce sobre las perlas y medimos exactamente qué tan lejos se mueven las perlas en las inmediaciones de la célula T, podemos calcular la fuerza que actúa entre la célula T y las perlas ".

Es probable que estas pequeñas fuerzas y el comportamiento de las microvellosidades sean importantes para reconocer las moléculas y, por lo tanto, desencadenar una respuesta inmune. "Sabemos que las biomoléculas como las proteínas muestran un comportamiento diferente cuando se deforman por fuerzas mecánicas o cuando simplemente se tira de los enlaces, ", dice Gerhard Schütz." Es probable que dichos mecanismos también desempeñen un papel en el reconocimiento de antígenos, y con nuestros métodos de medición, esto ahora se puede estudiar en detalle por primera vez ".