Cómo las células doblan la boca para «comer»
enero 3, 2022Un nuevo estudio muestra cómo las membranas celulares se curvan para crear «bocas» que permiten que las células consuman las cosas que las rodean.
«Así como nuestros hábitos alimenticios dan forma a prácticamente todo en nuestro cuerpo, la forma en que las células ‘comen’ es importante para la salud celular», dijo Comert Kural, profesor asociado de física en la Universidad Estatal de Ohio y autor y director del estudio. «Y los científicos, hasta ahora, no han entendido la mecánica de cómo sucedió esto».
El estudio, publicado recientemente en la revista Celda de desarrollo, encontraron que la maquinaria intercelular de una célula se ensambla en una estructura similar a una canasta muy curva que eventualmente se transforma en una jaula cerrada. Los científicos habían creído anteriormente que la estructura comenzó como una celosía plana.
La curvatura de la membrana es importante, dijo Kural: controla la formación de bolsas que transportan sustancias dentro y fuera de una célula.
Los bolsillos capturan sustancias alrededor de la célula, formándose alrededor de sustancias extracelulares, antes de convertirse en vesículas, pequeños sacos de una millonésima parte del tamaño de un glóbulo rojo. Las vesículas transportan cosas que son importantes para la salud de una célula, como proteínas, dentro de la célula. Pero también pueden ser secuestrados por patógenos que pueden infectar células.
Pero la cuestión de cómo se formaban esos bolsillos de membrana que antes se creía que eran planos, se topó con los investigadores durante casi 40 años.
«Ha sido una controversia en los estudios celulares», dijo Kural. “Y pudimos usar imágenes de fluorescencia de superresolución para observar realmente la formación de estos bolsillos dentro de las células vivas, y luego pudimos responder a esta pregunta de cómo se crean.
“En pocas palabras, a diferencia de estudios anteriores, hicimos imágenes de alta resolución de células en lugar de tomar instantáneas”, dijo Kural. «Nuestros experimentos revelaron que los andamios de proteínas comienzan a deformar la membrana subyacente tan pronto como se reclutan en los sitios de las ampollas».
Esto contrasta con las hipótesis previas de que el andamiaje de proteínas de una célula tenía que pasar por un reordenamiento que requería mucha energía para que la membrana se doblara, dijo Kural.
La forma en que las células consumen y expulsan las vesículas juega un papel clave en los organismos vivos. El proceso ayuda a eliminar el colesterol malo de la sangre; también transmite señales neuronales. Se sabe que el proceso se descompone en varias enfermedades, como el cáncer y la enfermedad de Alzheimer.
«Comprender el origen y la dinámica de las vesículas unidas a la membrana es importante: pueden usarse para administrar medicamentos con fines medicinales pero, al mismo tiempo, pueden ser secuestradas por patógenos como los virus para ingresar e infectar las células», dijo Kural. «Nuestros hallazgos son importantes, no solo para nuestra comprensión de los fundamentos de la vida, sino también para desarrollar mejores estrategias terapéuticas».
Emanuele Cocucci, profesor asistente de la Facultad de Farmacia de Ohio, fue coautor de este estudio, junto con investigadores de UC Berkeley, UC Riverside, Iowa State University, Purdue University y la Academia China de Ciencias.
