Biofísicos de Dinamarca utilizan pinzas ópticas y modelos físicos para demostrar cómo se mueven las estructuras celulares encargadas del desplazamiento de las células. Los hallazgos podrían servir para desarrollar futuras terapias contra el cáncer, puesto que las células cancerosas se desplazan con facilidad.

Actina y miosina

Muchos tipos de células de nuestro cuerpo y de otros organismos poseen la capacidad de desplazarse, por ejemplo, cuando los leucocitos migran hacia un foco inflamatorio o cuando las células cancerosas se diseminan. Estos movimientos de desplazamiento celular dependen de cambios activos de la configuración de su superficie. Algunas células forman finas prolongaciones denominadas filopodios, que cumplen un rol de exploración.

«Estas estructuras juegan un papel fundamental en permitir que las células exploren su entorno, generen fuerzas mecánicas, realicen señalización química o transmitan señales a través de nanopuentes de túneles intercelulares«.

No se conocía con exactitud los fenómenos moleculares tras los filopodios, pero un nuevo estudio nos ha dado más información sobre cómo éstos permiten que nuestras células se muevan.

Los científicos del Instituto Niels Bohr se valieron de pinzas ópticas y un microscopio confocal para observar físicamente cómo giran las proteínas dentro de los filamentos, la actina y la miosina. Luego, construyeron un modelo físico para confirmar que el movimiento surgió espontáneamente a partir de que estas moléculas estaban confinadas en estrechos canales dentro de los filopodios.

«La dinámica de los filopodios parece bastante compleja, ya que exhiben un rico comportamiento de pandeo, tracción, longitud y cambios de forma. Aquí, mostramos que los filopodios exploran adicionalmente su espacio extracelular 3D al combinar el crecimiento y el encogimiento con la torsión axial y el pandeo de su núcleo rico en actina».

Bandas elásticas

Para entender este fenómeno, los científicos a cargo del estudio, explican que se puede comparar el movimiento de torsión y pandeo con una banda elástica.

Cuando se tuerce, una banda elástica se contrae y de repente se mueve por sí sola, volviendo a su configuración original sin torcer. Dentro de los núcleos de los filopodios, las proteínas de miosina se enrollan alrededor de las proteínas de actina, tirando de ellas en torceduras o bucles.

El movimiento resultante permite que los filopodios detecten su entorno, penetren tejidos aledaños, interactúen con otras células o microorganismos e incluso les permite moverse.

Los investigadores usaron una variedad de células para confirmar que esto no era un fenómeno único. Estudiaron desde células de cáncer de mama humano hasta células de riñón embrionario humano. Comprender cómo se desplazan las células, especialmente las cancerosas para invadir tejidos sanos, abre una nueva ventana de posibles terapias contra el cáncer.

«Las células cancerosas se caracterizan por ser altamente invasivas. Y es razonable creer que dependen especialmente de la eficacia de sus filopodios, en términos de examinar su entorno y facilitar su propagación», comenta el biofísico Poul Martin Bendix.

«Entonces, es concebible que al encontrar formas de inhibir a los filopodios de las células cancerosas, se pueda detener el crecimiento del cáncer«.