Un equipo internacional de investigadores, con participación de la Universidad de Barcelona, ha comprobado que la proteína tropomiosina 2.1 actúa como un supresor del crecimiento en matrices extracelulares blandas. Este resultado revela el potencial de esta proteína del citoesqueleto para reprimir la proliferación de células cancerosas.
La capacidad de las células de detectar la rigidez de la matriz extracelular –un conjunto de moléculas que proporcionan soporte estructural y bioquímico–afecta a procesos esenciales como el desarrollo y la cicatrización de las heridas.
Después de formar adhesiones en la matriz, las células miden su rigidez aplicando fuerzas sobre ella mediante microcontracciones. En matrices blandas, las células aplican fuerzas suaves, impidiendo la proliferación y el crecimiento celular. En matrices rígidas, la adhesión es más fuerte y las células aplican fuerzas superiores y proliferan.
No ocurre lo mismo cuando se trata de células cancerosas, estas son capaces de proliferar en matrices blandas, independientemente del nivel de adhesión de las mismas. Incluso pueden crecer aunque no estén adheridas a la matriz extracelular, lo cual indica que el sistema de detección de rigidez no está funcionando correctamente.
En este marco, el investigador Pere Roca-Cusachs del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y profesor de la Universidad de Barcelona, junto a colaboradores en la Universidad de Columbia y el Instituto de Mecanobiología de Singapur, revelan ahora el potencial como represor del cáncer de una proteína del citoesqueleto celular: la la troposmiosina 2.1. El estudio se publica en la revista Nature Cell Biology.
Los investigadores analizaron la capacidad de detectar la rigidez con una nueva tecnología de alta resolución que monitoriza las fuerzas de contracción de las células al desplazarse en un sustrato de micropilares.
De esta forma descubrieron unidades contráctiles de actomiosina (CU) –complejos proteicos análogos a las fibras musculares, pero a nivel celular– que movían, de manera simultánea, pilares opuestos en pequeños pasos de forma regular.
Las CU miden la rigidez contando el número de pasos necesarios para alcanzar el nivel de fuerza que activa la captación de otra proteína, la α-actina, que actúa de unión y presenta múltiples funciones en diferentes tipos celulares.
"Cuando desactivamos la tropomiosina 2.1, que normalmente restringe la actomiosina, observamos fuerzas más elevadas, provocando un mal funcionamiento del detector de rigidez", comenta Pere Roca-Cusachs.
"Como resultado, se puede concluir que la troposmiosina 2.1 limita el crecimiento celular en matrices blandas, controlando la producción de fuerza y que el detector de rigidez funcione adecuadamente. En células cancerosas, la alteración de la tropomiosina hace que este mecanismo no funcione, favoreciendo su crecimiento y proliferación.
Referencia bibliográfica:
Haguy Wolfenson, Giovanni Meacci, Shuaimin Liu, Matthew R. Stachowiak, Thomas Iskratsch, Saba Ghassemi, Pere Roca-Cusachs, Ben O'Shaughnessy, James Hone & Michael P. Sheetz* (2015). “Tropomyosin Controls Sarcomere-like Contractions for Rigidity Sensing and Suppressing Growth on Soft Matrices”. Nature Cell Biology, 30 de noviembre de 2015
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
