Identifican el mecanismo por el que las células interactúan con la matriz que las rodea

Las células de un organismo no sólo interactúan entre sí, sino también con la matriz extracelular que las rodea. Cada vez más se está descubriendo un papel mucho más importante para esta estructura secretada por las propias células, tanto en el funcionamiento normal del organismo como en el desarrollo de numerosas patologías.

Un nuevo trabajo publicado en eLife, liderado por Jordi Casanova y Sofía J. Araújo, ambos investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), describe un mecanismo de comunicación entre células que permite organizar esta matriz extracelular, y cómo esta estructura afecta a las células por un proceso de retroalimentación o feedback.

El equipo de investigadores utiliza Drosophila melanogaster (la mosca del vinagre) para hacer estos estudios, un sistema particularmente útil en la investigación biomédica. En particular, su trabajo se ha centrado en el sistema traqueal, unos tubos con una función análoga al aparato respiratorio humano. Este sistema tiene una matriz extracelular que recubre las tráqueas por dentro, formando una estructura comparable a la de un tubo de aspirador. Hasta ahora, se creía que esta matriz sólo tenía una función estructural para evitar el colapso del tubo, pero el equipo de científicos ha demostrado que tiene también una función reguladora sobre las células que lo forman.

Ya en 1929, el biólogo canadiense W. R. Thompson publicó un trabajo donde describió el sistema traqueal y esta estructura. Y aunque podía describirla, no pudo explicar cómo se producía su formación. Ahora el nuevo trabajo aporta una explicación para este enigma de hace más de 80 años.

"El contexto biológico donde se encuentran las células no sólo modifica su conducta, sino también su estructura interior", comenta Casanova. "Cuando modificamos sólo la matriz extracelular, el citoesqueleto de la célula se ve igualmente alterado".

"Es un doble mecanismo", añade Sofía Araújo. "Primero los filamentos de actina, un componente muy importante del esqueleto celular, hacen de molde para que se deposite la quitina de la matriz. Después la propia matriz estabiliza el citoesqueleto de la célula manteniendo a la actina en su sitio ". Los científicos proponen a Src42A como uno de los actores principales de este sistema, una proteína de la familia de las cinasas que regula la estructura de los filamentos de actina.

Casanova cree que el trabajo explica uno de los muchos mecanismos que permite la comunicación entre la matriz extracelular y las células. "Cómo las células se comunican está muy conservado evolutivamente: seguro que se descubrirá este proceso en otros organismos. En nuestro laboratorio queremos averiguar cómo esta comunicación permite a las células coordinarse para formar tejidos ".

La interacción entre la célula y su matriz extracelular también es muy importante en procesos inflamatorios o cancerosos. "Las células tumorales a menudo se aprovechan de fenómenos existentes, como el que hemos descrito, para hacer fechorías. Desentrañar estos mecanismos nos puede ofrecer herramientas nuevas para entender procesos patológicos", concluye Casanova.

Artículo de referencia:

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