Identifiquen un mecanisme pel qual les cèl·lules interactuen amb la matriu que les envolta

Imatge del tub traqueal principal larvari, en blanc la ECM de quitina i en vermell les unions cèl·lula-cèl·lula

Investigadors de l’IRB Barcelona i el CSIC descobreixen un mecanisme d'interacció entre les cèl·lules d'un organisme i la seva matriu extracel·lular

Les cèl·lules d'un organisme no només interactuen entre elles, sinó també amb la matriu extracel·lular que les envolta. Cada cop més s’està descobrint un paper més important per aquesta estructura secretada per les pròpies cèl·lules, tant en el funcionament normal de l'organisme com en el desencadenament de nombroses patologies. 

Un nou treball publicat a eLife, liderat per Jordi Casanova i Sofía J. Araújo, ambdós investigadors de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i de l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), descriu un mecanisme de comunicació entre cèl·lules que permet organitzar aquesta matriu extracel·lular, i com aquesta estructura afecta les cèl·lules per un procés de retroalimentació o feedback.

L’equip d'investigadors utilitza per fer aquests estudis Drosophila melanogaster (la mosca del vinagre), un sistema particularment útil en la recerca biomèdica. En particular, el seu treball s'ha centrat en el sistema traqueal, uns tubs amb una funció anàloga a l’aparell respiratori humà. Aquest sistema té una matriu extracel·lular que recobreix les tràquees per dins formant una estructura comparable a la d'un tub d’aspirador. Fins ara, es creia que aquesta matriu només tenia una funció estructural per evitar el col·lapse del tub, però l’equip de científics ha demostrat que també té una funció reguladora sobre el tub i les cèl·lules que el formen.

Ja el 1929, el biòleg canadenc W. R. Thompson va publicar un treball on va descriure el sistema traqueal i aquesta estructura. Tot i que podia descriure-la, no va poder explicar com es produïa la seva formació. Ara el nou treball aporta una explicació per a aquest enigma de fa més de 80 anys.

“El context biològic on són les cèl·lules no només modifica la seva conducta, sinó també la seva estructura interior”, comenta Casanova. “Quan modifiquem només la matriu extracel·lular, el citoesquelet de la cèl·lula es veu igualment alterat”.

“És un doble mecanisme”, afegeix Sofía Araújo. “Primer els filaments d’actina, un component molt important de l’esquelet cel·lular, fan de motllo per a que es dipositi la quitina de la matriu. Després la pròpia matriu estabilitza el citoesquelet de la cèl·lula mantenint a l’actina al seu lloc”. Els científics proposen a Src42A com a un dels actors principals d’aquest sistema, una proteïna de la família de les cinases que regula l’estructura dels filaments d’actina. 

Jordi Casanova creu que el treball explica un dels molts mecanismes que permet la comunicació entre la matriu extracel·lular i les cèl·lules. “Com les cèl·lules es comuniquen està molt conservat evolutivament: segur que es descobrirà aquest procés en altres organismes. Al nostre laboratori volem esbrinar com aquesta comunicació permet a les cèl·lules coordinar-se per formar teixits”.

La interacció entre la cèl·lula i la seva matriu extracel·lular també és molt important en processos inflamatoris o cancerosos. “Les cèl·lules tumorals sovint s’aprofiten de fenòmens existents, com el que hem descrit, per fer malifetes. Desentranyar aquests mecanismes ens pot oferir eines noves per entendre processos patològics,” conclou Casanova.

 

Article de referència:

A feedback mechanism converts individual cell features into a supracellular ECM structure in Drosophila trachea

Arzu Öztürk-Çolak, Bernard Moussian, Sofia J. Araújo and Jordi Casanova

eLife (2016): doi: 10.7554/eLife.09373.001