La célula puede regular sus propiedades biomecánicas

Xavier Trepat

Diariomedico.com
ESPAÑA
SI CAMBIA LA CONCENTRACIÓN EN SU INTERIOR (AMPLIACIÓN de una noticia breve ya editada)
La célula puede regular sus propiedades biomecánicas

El aumento de la concentración de las macromoléculas dentro de una célula reduce su movilidad y cambia sus propiedades biofísicas y biomecánicas, según un estudio de Xavier Trepat que publica la revista PNAS.

Karla Islas Pieck. Barcelona - Martes, 14 de Julio de 2009 - Actualizado a las 00:00h.

llaves conceptuales:
1. A medida que aumenta la densidad de macromoléculas dentro de la célula, se reduce la difusión en su interior, por lo que se vuelve más rígida
2. Los hallazgos sugieren que el comportamiento mecánico de las células de las vías aéreas, pulmón, riñón y cerebro es notablemente universal

La célula eucariota es capaz de modificar sus propiedades biomecánicas ante un cambio de la concentración de macromoléculas en su interior, según los resultados de un estudio coordinado por Enhua Zhou y Jeffrey Fredberg, de la Universidad de Harvard, en el que ha participado Xavier Trepat, del Departamento de Ciencias Fisiológicas de la Universidad de Barcelona (UB), del Instituto de Bioingeniería de Cataluña y del Ciber de Enfermedades Respiratorias.

El trabajo, que se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, concluye que la célula se comporta de forma similar a una colección de partículas de hidrogel, lo que significa que las macromoléculas podrían ser menos rígidas de lo que se pensaba hasta ahora.

Trepat ha explicado a DIARIO MÉDICO que el experimento ha consistido en modificar, de manera controlada, la concentración de macromoléculas en el interior de la célula mediante choques osmóticos. Esto se consigue añadiendo sales en el epitelio celular, lo que permite controlar el agua que hay en el interior.

El estudio parte de la base de que entre el 30 y el 40 por ciento del volumen de una célula corresponde a las macromoléculas biológicas, por lo que la densidad de éstas es muy grande. Los investigadores han podido comprobar que, a medida que se reduce la cantidad de agua y aumenta la concentración de macromoléculas, la célula cambia sus propiedades biofísicas y biomecánicas: la difusión en su interior se reduce, por lo que se vuelve mucho más rígida y menos deformable.

El investigador ha comparado este fenómeno con lo que ocurre en un tren: "Si hay dos personas dentro de un vagón, se podrán mover sin problemas, pero a medida que el vagón está mas lleno los pasajeros pierden movilidad. Algo similar les pasa a las macromoléculas dentro de la célula". El experimento se ha realizado en células de las vías aéreas, el pulmón, el riñón y el cerebro, y han podido confirmar que su comportamiento mecánico es "notablemente universal".

Estas conclusiones destacan la riqueza del fenotipo mecánico de la célula y representan un nuevo mecanismo por el cual la célula puede regular su comportamiento mecánico comprimiéndose o sometiéndose a descompresión. No obstante, aún se desconoce si las células realizan este mecanismo de manera activa y en qué momento lo hacen. Para responder a esta pregunta serán necesarios nuevos estudios. "Nuestra hipótesis es que las células utilizan todos los mecanismos que tienen a su alcance para regular su comportamiento", ha indicado Trepat.

Implicaciones
Los cambios mecánicos que ocurren en el interior de la célula podrían tener una implicación en el mantenimiento de tejidos de órganos como los pulmones o el corazón, cuyas células se deforman constantemente. Algunos grupos de investigación están estudiando la posibilidad de preservar algunos tejidos durante más tiempo quitando el agua del interior de las células, ya que este proceso se asemeja al de la congelación, ya que ocasiona que todo ocurra de una manera más lenta en el interior.

Por otra parte, el grupo de investigación de Trepat ya había desarrollado recientemente una tecnología que permite ver las deformaciones que ejercen las células al desplazarse, lo que ha ayudado a identificar un tercer tipo de movimiento, conocido como "tercera vía" (ver DM del 4-V-2009).
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