Los tejidos epiteliales están en constante interacción con su entorno. Requieren equilibrio dinámico (homeostasis) para mantener su funcionalidad y su número de células está estrictamente regulado. Esto se logra mediante programas de eflujo celular, un mecanismo de control que elimina las células no deseadas o dañinas. Investigadores del Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM), el Institut Jacques Monod (CNRS, UP Cité, Francia) y el Instituto Niels Bohr (Dinamarca) han demostrado cómo el destino de las células que emiten señales fisiológicas puede afectar Controlar su muerte o supervivencia. Los resultados se publicaron recientemente.Física de la naturalezapuede abrir nuevas vías para comprender las propiedades de los tejidos tanto en condiciones normales como patológicas.
Los epitelios son dinámicos y deben sufrir una renovación celular constante. Por tanto, la eliminación de células de un tejido, denominada salida apoptótica, se produce de forma regular. Su equilibrio es clave para la homeostasis del epitelio. Además de su papel en la homeostasis tisular, la extravasación celular es una causa importante de cambios morfológicos tisulares y progresión tumoral. Por lo tanto, los mecanismos de escisión determinan el destino celular porque exprimir células vivas o muertas puede conducir a resultados biológicos fundamentalmente diferentes. Es particularmente importante para el proceso de crecimiento durante la formación de tejidos u órganos y desempeña un papel importante en el desarrollo de enfermedades como el cáncer. A pesar de la importancia de la salida celular en el desarrollo y el envejecimiento, así como su importancia patológica en la progresión del cáncer, las señales que determinan el destino de una célula de salida no se conocían bien hasta ahora.
Las fuerzas intercelulares mecánicas determinan el destino de las células secretadas.
Las células dentro de las monocapas epiteliales ejercen fuerzas sobre sus vecinas, lo que puede desencadenar el desprendimiento celular y la posterior eliminación. Si bien la eliminación de células muertas es necesaria para eliminar células inadecuadas o no deseadas, la eliminación de células vivas desempeña un papel clave en ambos procesos de desarrollo y, a menudo, se asocia con respuestas patológicas. El equipo del Prof. Benoît Ladoux, investigador principal de “Mecanobiología tisular” del MPZPM, junto con el Prof. Amin Dostmohammadi del Instituto Niels Bohr y el Dr. René-Marc Mage del Instituto Jacques Monod, plantean la hipótesis de que las fuerzas físicas fisiológicas actúan en el interior. células. Cómo se extraen y su determinación final. destino
Los científicos pudieron demostrar que la intensidad y la duración de la fuerza determinaban si se eliminaban células vivas o muertas. Estas señales fisiológicas están determinadas por la fuerza de los contactos intercelulares, las uniones E-cadherina. Además, demostraron que las células se extruyen apical o basalmente hacia el tejido, dependiendo nuevamente de fuerzas intercelulares mecánicas. Los investigadores también informaron que, de manera similar a la invasión celular, las células extraídas en vida pueden estar significativamente más asociadas con la extravasación hacia el lado basal.
Los equipos de Ladoux, Mege y Doostmohammadi combinaron modelos físicos de conjuntos celulares tridimensionales con experimentos que involucraban células que expresan diferentes niveles de proteínas específicas. Estas proteínas se unen a las células y actúan como mecanosensores (basados en E-cadherina) que regulan las interacciones entre células. Sus esfuerzos conjuntos con el equipo del Dr. Philippe Chavrier (Instituto Curie) pudieron demostrar que una transmisión alterada de la fuerza a través de las uniones entre células (uniones de adhesión) altera la muerte celular apoptótica durante la liberación. Los científicos también demostraron que la transmisión de fuerza alterada promueve un desplazamiento lateral apical a basal en el modo de extrusión, lo que afecta el destino de las células extruidas.
“Nuestro trabajo demuestra que los diferentes modos de migración celular se atribuyen a cambios en la generación, el ejercicio y la transmisión de fuerzas mecánicas dentro del tejido que conducen a cambios en los niveles genéticos y proteicos”, dice Ladoux Cambio”, dice Ladoux. “Por lo tanto, la transmisión de fuerza intercelular regulada por la comunicación entre células es importante en los mecanismos de migración celular con efectos potenciales durante la morfogénesis y la invasión de células cancerosas”.
El Dr. Lakshmi Balasubramaniam y el Dr. Lakshmi Balasubramaniam agregaron: “Nuestro trabajo también demuestra la importancia de la transmisión de fuerza para regular los tejidos epiteliales a través de su capacidad de interactuar entre sí, lo que tiene el potencial de comprender el papel de las uniones adherentes en diferentes tipos de”. tejidos cancerosos.
