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Linköping Universitet, 14 de mayo 2013
El agua da vida. Investigadores de la Universidad de Linköping, en Suecia, muestran ahora cómo las células de nuestro cuerpo están impulsadas principalmente por la energía del agua; un descubrimiento que a largo plazo se abre el camino para una nueva estrategia en el tratamiento del cáncer.
La capacidad de las células para moverse y cambiar de forma es importante en muchos procesos biológicos. Los glóbulos blancos se reúnen en "puntos calientes", como las infecciones y las inflamaciones. Las células madre parten del embrión en diferentes direcciones para regenerar los órganos del cuerpo. Un movimiento no deseado es el movimiento de las células tumorales, que conducen a la metástasis del cáncer.
Las células tienen una cabecera y una cola y se mueven gracias a una extensa y delgada protrusión membranal que la impulsa hacia delante y que el resto de la célula sigue. También hay unos pequeños filopodios que se proyectan hacia fuera de la protuberancia, probablemente son un tipo de antena celular que detecta el medio ambiente químico, las secreciones bacterianas, por ejemplo.
Pero, ¿qué rige esta capacidad de moverse? El agua, según el equipo de investigación de Linköping, que propuso su hipótesis en la revista científica PLoS One.
Para que una célula sea capaz de iniciar un movimiento es necesario que haya una interacción compleja entre la membrana externa de la célula y el citoesqueleto en su interior. Uno de sus componentes más importantes es la proteína actina, la cual tiene la capacidad de crear fibras dinámicas que pueden crecer en un extremo y retroceder en el otro. Actualmente se piensa que, de esta manera, la membrana puede empujar hacia fuera y crear las protuberancias. Sin embargo, los experimentos y el modelado han llevado a los investigadores de LiU a forjar otra imagen de este mecanismo.
"Nos fijamos en cómo las células crean las protuberancias membranales que necesitan, a fin de poder moverse. Demostramos que el flujo de agua desde y hacia las células, a través de los canales de agua, o acuaporinas, es tan importante en la membrana celular", explica Thommie Karlsson, investigador en microbiología médica y autor principal del artículo.
Para estudiar este proceso, él y sus colegas utilizaron células que expresan la proteína "fluorescente" GFP, que se adjunta a la acuaporina AQP9. Resultó que este canal de agua incrementó la capacidad de movimiento de los glóbulos blancos de la sangre, a la vez que se acumulaba en la membrana celular donde facilitaba la formación de protuberancias.
En los modelos que se han desarrollado basados en estos resultados, el agua fluye a través de la AQP9 en la célula, donde se crea un aumento de la presión entre la membrana celular y el citoesqueleto. Se forma la protusión, que está soportada por fibras de actina.
"Se trata de una forma totalmente nueva de mirar el movimiento celular. Nuestros colegas investigadores tratarán de refutar estos resultados", dice el profesor Karl-Eric Magnusson, director del estudio.
El descubrimiento del papel fundamental que desempeña la acuaporina, abre el camino hacia una nueva estrategia para frenar la matástasis de tumores cancerosos. Hay 13 tipos distintos de acuaporinas que reaccionan a diferentes factores. Al apagar una o varias de ellas con un inhibidor, deberíamos poder influir en el movimiento de las células tumorales, impidiendo así su propagación por el organismo.
- Imagen 1) Las células se mueven por las finas protuberancias de la membrana. La imagen es de una célula renal humana, y muestra también los filopodios (verde).
- Imagen 2) Esta Esta micrografía electrónica muestra filopodios exagerados con una forma baciliforme inducida por la formina mDia2 en cultivos celulares. Estos filopodios están rellenos de haces de filamentos de actina en los que ha surgido en convergencia con la red de lamelipodios. Wikipedia.
- Artículo original: Fluxes of water through aquaporin 9 weaken membrane-cytoskeleton anchorage and promote formation of membrane protrusions by T. Karlsson, A. Bolshakova, M.A.O. Magalhães, V.M. Loitto and K.-E. Magnusson. PLOS One 8(4), April 2013.
- Publicación: Karlsson T, Bolshakova A, Magalhães MAO, Loitto VM, Magnusson K-E (2013) Fluxes of Water through Aquaporin 9 Weaken Membrane-Cytoskeleton Anchorage and Promote Formation of Membrane Protrusions. PLoS ONE 8(4): e59901. doi:10.1371/journal.pone.0059901.
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- Imagen 2) Esta Esta micrografía electrónica muestra filopodios exagerados con una forma baciliforme inducida por la formina mDia2 en cultivos celulares. Estos filopodios están rellenos de haces de filamentos de actina en los que ha surgido en convergencia con la red de lamelipodios. Wikipedia.
- Artículo original: Fluxes of water through aquaporin 9 weaken membrane-cytoskeleton anchorage and promote formation of membrane protrusions by T. Karlsson, A. Bolshakova, M.A.O. Magalhães, V.M. Loitto and K.-E. Magnusson. PLOS One 8(4), April 2013.
- Publicación: Karlsson T, Bolshakova A, Magalhães MAO, Loitto VM, Magnusson K-E (2013) Fluxes of Water through Aquaporin 9 Weaken Membrane-Cytoskeleton Anchorage and Promote Formation of Membrane Protrusions. PLoS ONE 8(4): e59901. doi:10.1371/journal.pone.0059901.
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