Investigadores del Centro de Regulación Genómica de Barcelona muestran que el colágeno presenta en la célula una estructura distinta a la descrita hasta ahora. El hallazgo ayudaría a entender enfermedades asociadas a su exceso, como las fibrosis y algunos tumores.
El colágeno, la proteína que da forma a la piel, los huesos, los tendones y los órganos, existe en el interior de las células en forma de gota líquida, y no como la varilla larga y rígida que describen los libros de texto desde hace más de medio siglo. Así lo concluye un nuevo estudio del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.
El hallazgo, publicado en Journal of Cell Biology, ofrece la primera observación directa de cómo se organiza de manera natural la proteína más abundante del cuerpo humano —responsable de alrededor de un tercio de la masa proteica total— dentro de células vivas.
“Dentro de la célula, las moléculas de colágeno no son rígidas, como se había asumido. En realidad, son muy maleables y adoptan una forma de condensado líquido, muy parecido a una gota de aceite suspendida en agua”, explica el profesor de investigación ICREA Vivek Malhotra, autor principal del estudio en el CRG.
Este estado líquido podría cumplir una función protectora. Una vez fuera de la célula, el colágeno se ensambla en fibras rígidas que sostienen los tejidos. Si ese mismo proceso ocurriera en el interior, resultaría catastrófico. “Es otra de las formas que tienen las células de asegurarse de que las moléculas de colágeno nunca se vuelvan fibrosas en su interior”, señala Malhotra. “Porque, si lo hicieran, la célula moriría”.
El hallazgo ayuda a entender cómo se exporta el principal material estructural del organismo desde el lugar donde se fabrica. El equipo sugiere que las células no utilizan los receptores o vesículas convencionales, la ruta clásica descrita en los años ochenta y noventa y reconocida con el Premio Nobel en 2013.
En su lugar, propone la hipótesis de la “extrusión líquida”, según la cual el colágeno se desplaza desde su sitio de síntesis hasta el siguiente compartimento de la vía secretora mediante capilaridad. La teoría tiene implicaciones para la cicatrización, la fibrosis y el cáncer.
El colágeno se fabrica en un compartimento celular llamado retículo endoplásmico. El estudio analizó una forma precursora denominada procolágeno 1, que madura hasta convertirse en colágeno tipo 1, el más común del organismo, con cerca del 90% del total.
Bajo el microscopio, el colágeno purificado aparece como una varilla larga y rígida que puede alcanzar los 400 nanómetros de longitud. Las vesículas, encargadas de transportar proteínas hacia el exterior, miden entre 60 y 90 nanómetros de diámetro.
Desde que se describió su estructura, la biología celular se ha preguntado cómo moléculas tan grandes pueden salir de la célula. La nueva respuesta es que, en su interior, el colágeno aún no adopta forma de varilla. La imagen canónica corresponde al estado posterior a su ensamblaje fuera de la célula.
Mediante imágenes de alta resolución de células vivas, el equipo trabajó con células estrelladas hepáticas humanas, responsables de producir colágeno en el hígado. Las imágenes muestran que, dentro de la célula, el colágeno se agrupa en pequeñas gotas que se fusionan, se dividen e intercambian material con el entorno.
Estas características son propias de un condensado: compartimentos proteicos con alta concentración que se separan de su entorno, como gotas de aceite en agua.
Según Soumya Bhattacharyya, primer autor del estudio, la mayor parte de la biología celular se ha centrado hasta ahora en condensados presentes en el núcleo o en gránulos de estrés citosólicos. “Apenas estamos empezando a comprender los condensados dentro del retículo endoplásmico”, señala.
Los hallazgos surgieron a partir de imágenes de microscopía obtenidas en mayo de 2024 por Bhattacharyya, que estudiaba el aumento de colágeno en células hepáticas. “No tenía ni idea de adónde nos iba a llevar. Pero, cuando observamos las muestras, lo que me llamó la atención fueron unas estructuras esféricas brillantes que era imposible pasar por alto”, recuerda.
El resultado generó escepticismo inicial. “Pensé que tenía que ser un artefacto”, admite Malhotra. El equipo comprobó después que no se trataba de desecho celular: en lugar de señales de proteínas mal plegadas, las gotas contenían chaperonas asociadas a colágeno correctamente formado.
El estudio también redefine la función de TANGO1, necesaria para exportar colágeno. Al reducirla, las gotas seguían formándose, pero no alcanzaban los puntos de salida del retículo endoplásmico y la secreción disminuía.“Esto sugiere que TANGO1 actúa como punto de anclaje que fija la gota en el lugar de salida, más que como un receptor convencional”.
El equipo plantea que el colágeno sale mediante wetting (humectación), un proceso físico que permite a la gota adherirse y fluir a través del punto de salida. “Imagine una pelota llena de líquido, con una boquilla. Si la estruja, fuerza al líquido a salir por ese pequeño orificio. ¿Es ese el mecanismo? ¿O es más bien que el líquido asciende por fuerzas capilares?”, plantea Malhotra. El modelo sigue en fase de estudio.
Si se confirma, el trabajo ayudaría a entender enfermedades con exceso de colágeno, como las fibrosis y algunos tumores. “Uno de los grandes problemas del cáncer es que las células tumorales secretan tal cantidad de colágeno y otras proteínas… que se esconden dentro de una especie de coraza”, explica Malhotra. “Hay grupos buscando formas de romper ese cemento tisular, y nuestro estudio podría ayudar”.
El modelo abre dos posibles vías: impedir la acción de TANGO1 o desestabilizar el condensado para frenar la secreción.
Referencia:
Bhattacharyya et al.. Journal of Cell Biology, 2026.
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