Roseta de Caveaolae, la estructura que recubre y protege a las células de romperse por estiramiento excesivo. Crédito: CNIC

Como bien sabemos, en el cuerpo humano se llevan a cabo una variedad de procesos de alta complejidad, como el desarrollo embrionario, la curación de heridas, la homeostasis de los órganos, el almacenamiento de lípidos y la actividad muscular.

Todos estos implican la exposición a fuerzas mecánicas como la gravedad, impacto, flujo sanguíneo, estiramiento muscular, entre otros, que pueden resultar potencialmente dañinas si no se cuentan con mecanismos para sobrellevarlas.

Y de hecho, existen mecanismos moleculares que permiten que nuestras células se adapten, se protejan y sobrevivan a estos factores de estrés mecánico. Los científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) han logrado identificarlos en una nueva investigación publicada en la revista Nature Communications, donde hablan de la producción de moléculas que actúan como un “airbag” ante el estrés mecánico.

Un recubrimiento en forma de acordeón

Cuando las fuerzas mecánicas se vuelven excesivas, las células experimentan estrés mecánico, lo que puede dar lugar al desgarre de la membrana celular y matarlas. Pero la naturaleza ha pensado en todo, y para evitar que esto ocurra, contamos con sensores moleculares que activan la respuesta de las células ante dichos estímulos, para iniciar procesos de adaptación y protección.

Los investigadores observaron que las células estaban rodeadas de estructuras plegadas o arrugadas relativamente grandes, similares a acordeones, que pueden desplegarse o aplanarse cuando la célula se estira. Esta estructura les proporciona una recubrimiento adicional que las protege de rotura ante un estiramiento excesivo.

Moléculas con funciones opuestas

También identificaron moléculas que ayudan a las células a protegerse, las cuales permiten que estas perciban la fuerza inicien los cambios bioquímicos necesarios para adaptarse al estrés mecánico que esta les generará.

Aunque entre ellas se observaron funciones opuestas. “Una de las moléculas (FBP17) protege la célula contra el estrés mecánico, mientras que otra (ABL) hace que la célula sea más sensible a estas fuerzas”, explicaron los autores de la investigación.

Pero aunque opuestas, trabajan de manera ordenada. Según el Dr. Asier Echarri, primer autor de la investigación, estas moléculas “coordinan los cambios en la envoltura celular que protegen la célula y el esqueleto celular, dándole la estructura y la solidez necesarias para resistir el estrés mecánico”.

Pero notaron que cuando inhibían la cantidad o la actividad de estas moléculas en las células humanas estas funciones se hacían extremas y desequilibraban su acción protectora. Inhibir la acción de ABL aumentó la protección contra el estrés mecánico, pero la inhibición de FBP17 hizo a las células más sensibles.

Sin estos mecanismos, el corazón, por ejemplo, un órgano que está expuesto a fuerzas mecánicas continuas, “no podría realizar correctamente su función de bombeo de sangre”, según explicó Miguel Ángel del Pozo, autor principal del artículo científico. He allí la importancia de conocer los mecanismos moleculares implicados en la protección celular.

Referencia:

An Abl-FBP17 mechanosensing system couples local plasma membrane curvature and stress fiber remodeling during mechanoadaptation. https://www.nature.com/articles/s41467-019-13782-2