Las uniones entre tres células actúan como puerta de entrada para el transporte de sustancias: ScienceDaily
Dentro de los organismos multicelulares, las células establecen conexiones entre sí formando capas de células que cubren las superficies de los tejidos y órganos y las estructuras separadas del cuerpo. Por ejemplo, la piel forma un manto alrededor de todo el cuerpo y la capa de células que recubre los vasos sanguíneos crea un límite entre el torrente sanguíneo y los tejidos. Las conexiones especiales entre las células vecinas aseguran que estas barreras celulares sean, por un lado, estables y firmes, protegiendo así el cuerpo y los órganos de los patógenos, mientras que, por el otro, permanezcan permeables a sustancias específicas o células migratorias. Así es como las células permiten que los nutrientes disueltos sean transportados a los órganos y cómo las células del sistema inmunológico pueden migrar desde la sangre a través de la pared de los vasos sanguíneos hacia el tejido inflamado.
Los científicos de la Universidad de Münster han estudiado un proceso similar en el ovario de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). Aquí, los ovocitos que maduran están rodeados por una capa de células epiteliales a través de las cuales el huevo absorbe las proteínas formadoras de yema. Los investigadores encontraron que, en los puntos donde se encuentran tres células, las células epiteliales aflojan sus conexiones de manera controlada y las proteínas de la yema se transportan al óvulo a través de los huecos resultantes. Donde solo se conectan dos células, las conexiones se mantienen, manteniendo intacta la integridad del tejido. «Nuestros resultados contribuyen a una mejor comprensión del funcionamiento y la reestructuración de las barreras celulares durante el desarrollo, lo que proporciona una base para descifrar los mecanismos de ciertos procesos patológicos», explica el profesor Dr. Stefan Luschnig, biólogo de desarrollo y líder del proyecto de investigación. El estudio se ha publicado ahora en la revista científica Celda de desarrollo.
Investigaciones durante el desarrollo del huevo en la mosca de la fruta
Siempre que las sustancias se transportan a través de una capa celular, las células las llevan a través de la membrana en un lado de la capa celular y luego las liberan en el otro lado, lo que requiere mucha energía, o las sustancias se difunden a través de los espacios entre las células. células. A partir de estudios con otros insectos, ya se sabía que las proteínas de la yema suelen ser transportadas a los ovocitos a través de los espacios entre las células epiteliales que encierran los huevos. La nueva investigación confirmó que esto también se aplica a la mosca de la fruta. Sin embargo, anteriormente no estaba claro cómo las células abren transitoriamente los espacios intercelulares mientras mantienen el tejido intacto.
Para visualizar estos procesos celulares en vivo y analizar los mecanismos moleculares detrás de ellos, los científicos marcaron genéticamente ciertas proteínas de la mosca de la fruta con moléculas fluorescentes, mantuvieron los ovarios en cultivos de tejidos y examinaron el tejido vivo utilizando la microscopía de escaneo láser confocal. Centraron su atención en las proteínas de la superficie de las células epiteliales. Estas llamadas proteínas de adhesión mantienen unida mecánicamente la red celular y sellan los espacios entre las células.
La barrera celular se abre en las uniones de tres células.
Los científicos descubrieron que las células epiteliales eliminaban secuencialmente cuatro proteínas de adhesión diferentes de sus membranas. «Este proceso lleva varias horas y solo cuando se acaba la última proteína se abren las uniones celulares», explica el biólogo Jone Isasti-Sánchez, quien es el primer autor del estudio y estudiante de posgrado en el grupo de formación de investigación integrada dentro del. Centro de investigación colaborativa 1348 «Interfaces celulares dinámicas» de la Universidad de Münster. Una vez abiertas las uniones, la absorción de las proteínas de la yema en el huevo continúa durante unas 16 horas y, posteriormente, el proceso se invierte: los espacios intercelulares se vuelven a cerrar. Los investigadores han demostrado que las células abren sus sitios de contacto al absorber las proteínas de adhesión de la superficie dentro de las células, mediante un proceso celular básico llamado endocitosis. Un nuevo hallazgo importante es que la endocitosis parece ocurrir en mayor medida en los puntos donde se encuentran tres células y, como resultado, las uniones celulares solo se abren en estos puntos. Cuando solo dos células se encuentran, se mantiene el contacto. «El hecho de que este proceso se produzca de forma selectiva en los puntos de contacto de las tres células y, además, de forma tan ordenada, es probablemente importante para evitar que el tejido se deshaga», dice Stefan Luschnig. Además, agrega que presumiblemente el proceso tiene que realizarse de una manera muy controlada porque la apertura de las compuertas en un tejido conlleva el riesgo de que entren patógenos.
En sus experimentos, los científicos también aumentaron o redujeron genéticamente la cantidad de la proteína de adhesión E-cadherina y pudieron demostrar que la cantidad de esta proteína determina el ancho de los espacios intercelulares abiertos. Además, encontraron que la tensión mecánica en el citoesqueleto juega un papel clave en el proceso. Esta tensión es generada por una estructura compuesta por las proteínas actina y miosina, que envuelve la periferia celular y es capaz de contraerse, como una goma elástica. Cuando los investigadores aumentaron la actividad de la miosina en la célula, el citoesqueleto se contrajo más, lo que impidió que se abrieran las uniones celulares.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Universidad de Münster. Original escrito por Doris Niederhoff. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.