Se ha descubierto que los tumores rígidos se desprenden de un mayor número de células que abandonan la ubicación original del tumor y podrían por lo tanto agravar el riesgo de metástasis.

Nuevos datos sobre la manera en que las células responden a fuerzas

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Una cuestión que desde siempre ha suscitado el interés de la comunidad científica ha sido la manera en que células individuales responden a fuerzas mecánicas, sobre todo porque éstas repercuten en el comportamiento celular. Hasta ahora no se había podido despejar esta incógnita.

Por fortuna un equipo de investigación ha conseguido identificar dos moléculas clave que regulan la adaptación de las células a la fuerza que se ejerce sobre ellas. El estudio fue financiado en parte por el proyecto RHOMECHANOVASC («Regulación de las proteínas Rho por fuerzas mecánicas en el sistema vascular»), al que se adjudicó una beca internacional Marie Curie de salida a terceros países por valor de más de 212 000 euros al amparo del Séptimo Programa Marco (7PM) de la UE.

Los hallazgos, publicados en la revista Nature Cell Biology, revelan que al ejercer fuerza mecánica sobre células se activan las proteínas Rho GEF por medio de rutas de señalización específicas. El equipo científico, formado por especialistas en biología y física y coordinado por la Universidad de Carolina del Norte (UNC) – Chapel Hill, indicó que las Rho GEF activan proteínas Rho que componen la superfamilia RAS, una clase de proteínas asociada a la actividad cancerígena.

Los autores explican que en primer lugar aplicaron partículas magnéticas a células y a continuación emplearon imanes para ejercer fuerza sobre éstas. De este modo pudieron generar tensión extracelular.

«Se ha demostrado que GEF-H1 está regulada por enlaces entre microtúbulos, combinando una despolimerización de los microtúbulos con la activación de RhoA en múltiples procesos celulares como la permeabilidad de la barrera endotelial, la migración y la morfología de la espina dendrítica», se puede leer en el artículo.

«Para comprobar si la activación de GEF-H1 podría ser consecuencia de la despolimerización de los microtúbulos, pretratamos células con taxol y analizamos la actividad de GEF-H1 mediante el ensayo de inmunoprecipitación de Rhoa sin nucleótidos tras aplicar fuerza. Observamos que el taxol no influía en la activación de GEF-H1 por medio de fuerza. Este resultado es indicio de que GEF-H1 es activada con independencia de la disociación de microtúbulos y coincide con trabajos anteriores que muestran que el tratamiento con taxol no afecta a la formación de fibras de tensión dependiente de Rhoa en respuesta a estiramiento.»

En alusión a los resultados del estudio, el profesor de la UNC Keith Burridge, autor de mayor experiencia del estudio, declaró: «Este experimento solamente fue posible porque conseguimos reunir un equipo de especialistas en física y biología celular. Es apasionante, porque hemos podido dilucidar la ruta completa desde la tensión ejercida sobre la célula hasta proteínas que, en respuesta, activan otras proteínas que sabemos que suelen presentar hiperactividad en el cáncer.»

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Rigidez y tensión de las células

Estudios anteriores habían llevado a buena parte de investigadores a creer que el crecimiento celular y sus propiedades estaban condicionados por el entorno mecánico de las células. Así, por ejemplo, es probable que las células tumorales sólidas presenten alteraciones en la superficie. Otros estudios permitieron observar que el pronóstico empeoraba si la matriz celular se volvía más rígida.

Se ha descubierto que los tumores rígidos se desprenden de un mayor número de células que abandonan la ubicación original del tumor y podrían por lo tanto agravar el riesgo de metástasis.

«Se ha propuesto la hipótesis de que la rigidez y la tensión de las células den lugar a un círculo vicioso que potencie el crecimiento, la densidad celular, la tensión y el tamaño de los tumores», señaló el profesor Burridge.

«Los fondos para promover la innovación concedidos por el University Cancer Research Fund [Fondo universitario para la investigación del cáncer, de la UNC] nos han permitido identificar la ruta correspondiente y obtener datos que hicieron posible una renovación de la subvención por un valor aproximado de 1,3 millones de dólares [cerca de 911 000 euros] para los próximos 4 años.»