Descubren que las células tienen dos mecanismos distintos para responder a diferentes rangos de fuerzas

Una investigación realizada en el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) desvela que las células tienen dos mecanismos distintos para responder a diferentes rangos de fuerzas, mediados por diminutos hoyuelos en su superficie (llamados 'caveolas') o grandes depresiones, las 'dolinas'.

El estudio, impulsado por la Fundación “la Caixa” y publicado en la revista ‘Nature Cell Biology,’ aclara el papel de las 'caveolas', que “resulta esencial en tejidos que están sometidos a grandes fuerzas mecánicas (como músculo, corazón, vasos y adiposo), mientras que el de las 'dolinas' sería relevante para responder a fuerzas bajas o medias”, como explicó Miguel Ángel del Pozo, coordinador de la investigación y jefe de grupo de Mecanoadaptación y Biología de Caveolas del CNIC.

Según los expertos, esta información puede conducir a reinterpretaciones de procesos patológicos como la aterosclerosis, la progresión de los tumores o las enfermedades neurodegenerativas. Las células, explican los investigadores, están constantemente sometidas a fuerzas mecánicas de diferente tipo e intensidad procedentes de su microambiente, como el flujo sanguíneo, las contracciones o estiramientos musculares. Para responder y adaptar su funcionamiento a estos estímulos, la evolución las ha dotado de elementos y mecanismos capaces de “sentir” o detectar diferentes formas de fuerzas.

Entre todas las estructuras celulares con esta capacidad, las mejor conocidas, según el doctor Miguel Ángel del Pozo, son las 'caveolas', o ‘pequeñas cuevas’ en latín. “Son diminutas invaginaciones de la membrana plasmática (la envuelta externa de las células), presentes en muchos tipos celulares, que detectan estímulos mecánicos al modificar su geometría: se aplanan cuando las células se hinchan o se someten a un estiramiento (algo semejante a lo que ocurre con las arrugas en un vestido); y se vuelven a formar y agrupar cuando la membrana celular está relajada”.

Estos cambios a su vez, como explicó el doctor Del Pozo, “modulan redes de señales bioquímicas en la célula de tal forma que las 'caveolas', no sólo son adaptadores mecánicos, sino también transductores de información mecánica”.

Por tanto, destacó Fidel-Nicolás Lolo, coordinador de la investigación junto al doctor del Pozo, “son capaces de ‘leer’ la física y traducirla en química celular, permitiendo que las células adapten adecuadamente su funcionamiento a las demandas ambientales”.

Para tratar de comprender mejor esta cuestión, los investigadores del CNIC colaboraron con el biofísico de la Universidad de Barcelona-IBEC, Pere Roca-Cusachs. Mediante el uso de la técnica de pinzas magnéticas, trataron de "dilucidar qué elemento es el sensor mecánico y cuál el transductor de la señal”, como explicó Miguel Ángel del Pozo.

Por otro lado, el doctor Lolo señaló que “las dolinas podrían ser especialmente importantes en células que no tienen 'caveolas' (como linfocitos o neuronas), pero que sí expresan ciertos niveles de caveolina-1, de forma que su fisiología estaría adaptada a responder a fuerzas más sutiles propias del microambiente en el que viven estos tipos celulares”.