Investigadores han descubierto que la E-cadherin, que suele considerarse el adhesivo que une las células y los tejidos, en realidad tiene otro rol: ayuda a las células epiteliales a incorporar células muertas cercanas. El estudio, publicado en Nature Communications, demuestra que las mismas herramientas moleculares que sellan las superficies del cuerpo se reutilizan para deshacerse de los desechos celulares.
Verena Ruprecht, una Profesora Investigadora ICREA, lideró el estudio. Previamente había demostrado que los embriones emplean tejidos epiteliales para eliminar colectivamente las células que mueren como un medio primario de autoprotección. Su equipo observó embriones vivos de zebrafish y ratón para ser testigos de este proceso en acción.
El Adhesivo Que Mantiene Unidos Los Tejidos
La E-cadherin pertenece a un sistema molecular más amplio que une las células que recubren la piel, el intestino y las vías respiratorias. Cada célula se une con moléculas de E-cadherin en sus vecinas, lo que proporciona a estos tejidos su fuerza para que permanezcan intactos. El nuevo estudio muestra que esta maquinaria se une precisamente en el punto en el que una célula que muere se encuentra con el tejido.
Los investigadores realizaron dos pruebas para ver si la E-cadherin se une a una célula que muere de la misma manera en que se une a las células epiteliales vecinas. En la primera prueba, expusieron el tejido a células que morían que habían sido despojadas de E-cadherin. El tejido epitelial aún eliminó esas células tan bien como lo hizo con las células que morían normalmente. En la segunda prueba, agregaron gotas de grasa que transportaban una señal que normalmente se encuentra en las células que mueren pero que no contenían ninguna proteína. Las células aún engulleron esas gotas.
Cómo Las Células Comen Sin Romper la Barrera
Una célula que absorbe algo cercano a su propio tamaño presenta un problema físico. Las células que recubren las superficies se encuentran muy juntas, formando barreras que deben permanecer selladas, incluso cuando las células individuales doblan su forma para deshacerse de los desechos.
Un estudio de imágenes en vivo reveló que los dos lados de una célula epitelial actúan de forma independiente. La parte inferior se estira y se dobla para envolver una célula muerta, mientras que la parte superior permanece en gran medida igual. Esa superficie superior mantiene la barrera tisular, y las mediciones mostraron que su área apenas cambió antes, durante o después de la engulfment. La parte inferior fue la que sufrió una distorsión significativa durante todo el proceso.
El comportamiento celular se asemeja al de bailarines unidos del brazo, cuyos cuerpos superiores permanecen tranquilos mientras sus pies ejecutan pasos cada vez más intrincados; cuando una célula cerca de ellos muere, según Ruprecht. «Es el mismo bailarín con una coreografía diferente».
Una cuerda y un freno
Los investigadores también exploraron la mecánica detrás de la limpieza. Una sola proteína dentro del complejo de E-cadherina sirvió como una cuerda, uniendo el conjunto molecular al esqueleto interno de la célula y permitiendo que la fuerza se transmitiera a través de la superficie del material que se está engulfing. Sin esta proteína de anclaje, o sin la región específica que la conecta al esqueleto, las células perdieron su capacidad de tomar células muertas.
La maquinaria contráctil de la célula tenía otro componente que actuaba como un freno, y eliminar ese freno no mejoró el proceso de limpieza. La célula en cambio se volvió demasiado rígida, perdiendo su capacidad para eliminar adecuadamente las células moribundas.
El proceso se extiende más allá de los peces cebra
Después de estudiar los peces cebra, los investigadores dirigieron su atención a otras especies para ver si el mecanismo se aplica de manera más amplia. Se encontró que los embriones de ratón en etapa temprana se comportaban de manera similar cuando se bloqueaba la E-cadherina: las células muertas permanecían sin limpiarse. Este resultado hace eco de lo observado en los peces cebra, lo que apunta hacia un mecanismo compartido entre los vertebrados.
¿Qué sucede en los adultos?
Una pregunta abierta concierne si el mismo mecanismo dependiente de E-cadherina funciona en peces cebra o ratones adultos, o en cualquier tipo de tejido humano. Hay motivos para creer que podría ser así. Los tejidos epiteliales adultos ya eliminan células moribundas en varios lugares:
- La retina
- El colon
- Las vías respiratorias
- La glándula mamaria (
La E-cadherina está presente en todo el tejido epitelial del cuerpo, y su estructura ha permanecido muy similar a través de las especies. (
Las células muertas que permanecen dentro de los tejidos corporales son una fuente de problemas. Causan irritación duradera, y aprender cómo el cuerpo se deshace de ellas podría mostrarnos más sobre lo que ocurre cuando el sistema deja de funcionar correctamente. (
El truco se basa en una clara división de tareas entre dos partes de la célula. Una superficie permanece aislada, mientras que la otra se curva. La fuerza viaja a lo largo de la cuerda, y el freno impide que la célula se doble demasiado. Parece pasos de un baile, llevados a cabo a una escala demasiado pequeña para que el ojo humano pueda captarlos. (
Los científicos aún están trabajando para reconstruir el panorama completo de cómo funciona este sistema en personas adultas. Los componentes básicos están presentes, aunque: una proteína que se encuentra en todo el cuerpo, una tarea familiar de eliminación de desechos y un proceso que ha permanecido estable a través de las especies durante mucho tiempo. (
Fuente: «“The “glue” holding your cells together has a surprising second job,” ScienceDaily. (
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