Las células móviles normales normalmente evitan la colisión, las células cancerosas se comportan de manera diferente
Dos células de cáncer de mama que interactúan en un colisionador de células, el citoesqueleto de actina de las células en verde fluorescente. Crédito: Alexandra Fink, Rdler Group
El hecho de que las células sean móviles y entren en contacto entre sí es uno de los principios fundamentales de la biología. Durante el desarrollo embrionario, las células deben comunicarse con sus vecinas para encontrar su lugar apropiado en el organismo diferenciador. La cicatrización de heridas es otro proceso en el que las interacciones intercelulares directas son esenciales. En este contexto, la motilidad permite que las células migren al lugar de la lesión y regeneren las estructuras perdidas. Las células cancerosas también hacen uso de esta propiedad para dejar su sitio de origen en el tumor primario, lo que les permite iniciar la formación de tumores metastásicos en otros tejidos.
«En los últimos años, los biólogos y físicos que estudian la motilidad se han centrado principalmente en investigar cómo coordinan sus movimientos colectivos grandes que comprenden cientos o miles de células», dice el estudiante de doctorado David Brckner. Su doctorado supervisor Chase Broedersz es profesor asociado de biofísica teórica en la Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) de Múnich y en la Vrije Universiteit (VU) de Ámsterdam. «Queríamos saber cómo interactúan los pares de células cuando entran en contacto, y nos dispusimos a analizar su comportamiento utilizando los métodos de la física estadística».
Células enjauladas
Para hacerlo , Brckner y sus colegas fabricaron una «jaula» microscópica, a la que se refieren como «colisionador de células». El uso de geometrías definidas es una estrategia popular en los estudios de motilidad celular, pero Alexandra Fink, Ph.D. estudiante del grupo dirigido por Joachim Rdler, profesor de biofísica y física de la materia blanda en LMU, ahora lo ha aplicado en un contexto novedoso.
«La idea era aislar dos células, permitiéndoles interactuar de forma restringida», explica Brckner. Esto se logró colocando celdas individuales en cada uno de los dos compartimentos que estaban conectados por un canal estrecho. Esta geometría significaba que las células podían interactuar extendiendo proyecciones de membrana delgada llamadas protuberancias, lo que inevitablemente provocaba colisiones. Los núcleos de las células se marcaron con fluorescencia para permitir que los movimientos de ambas células se monitorearan mediante microscopía de fluorescencia, de modo que las posiciones de las dos pudieran rastrearse a lo largo del tiempo. «Basándonos en los datos experimentales resultantes, pudimos desarrollar un modelo que proporciona una descripción física de cómo interactúan las células», dice Brckner.
Acción evasiva a escala microscópica
Las observaciones revelaron que cuando las células normales entran en contacto en el colisionador de células, sus protuberancias se repelen entre sí y luego se retraen por completo. «Cuando las células normales hacen contacto, tienden a cambiar de dirección para evitar el obstáculo», dice Brckner. Esta respuesta al contacto inicial permite que las células se mantengan alejadas unas de otras. «Nos sorprendió descubrir que las células tumorales se comportan de manera muy diferente», agrega Brckner.
En casi todos los casos, las dos células cancerosas intentaron atravesarse. Con la ayuda de su modelo teórico, el equipo pudo simular esta respuesta en detalle. El análisis reveló que, cuando dos células tumorales se acercan entre sí, no se ralentizan. En cambio, aceleran para pasar unos a otros.
«Estos hallazgos sugieren dos enfoques interesantes para futuras investigaciones», dice Brckner. En el siguiente paso, el equipo de LMU planea identificar las bases moleculares de las interacciones muy diferentes de los dos tipos de células. Se sabe que las células cancerosas difieren de sus contrapartes normales con respecto a los conjuntos de proteínas expuestas en sus superficies. Entre ellos, las cadherinas, una clase específica de proteínas que juegan un papel vital en la mediación de la adhesión celular, son de particular interés.
Todavía no se sabe si las cadherinas por sí solas pueden explicar las diferencias observadas en el estudio. Además, los autores tienen la intención de examinar si los agregados de células más grandes, como los que se encuentran en los tumores, muestran patrones de motilidad similares a los que muestran los pares de células.
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Células en un lugar estrecho Más información: David B. Brckner et al, Aprendiendo la dinámica de las interacciones célula-célula en la migración celular confinada, Actas de la Academia Nacional de Ciencias ( 2021). DOI: 10.1073/pnas.2016602118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por la Universidad Ludwig Maximilian de Munich Cita: Las células móviles normales normalmente evitan colisión, las células cancerosas se comportan de manera diferente (2021, 16 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-motile-cells-typely-collision-cancer.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.