¿Cómo evitan romperse las células que se deforman?

La membrana celular, muy poco extensible, logra ampliar o reducir su superficie mediante la formación o eliminación de pliegues diminutos.

Cuando se somete una célula a fuerzas externas, la membrana celular logra adaptarse a la nueva forma de la célula porque aumenta su superficie mediante pliegues. Estos aparecen aquí después de un estiramiento (rojo) y tras el choque osmótico (verde). En el recuadro inferior, ampliación y vista vertical de los pliegues. [IBEC]...

 

Cada vez se hace más evidente la importancia de las fuerzas mecánicas en las células, que se asocian a procesos biológicos fundamentales y complementan la función de los genes. Durante procesos como el desarrollo embrionario, la respiración, el bombeo del corazón, la cicatrización de heridas o el crecimiento de tumores, millones de células se estiran y se deforman para adaptarse a su entorno.
Ahora se ha descubierto que la membrana que envuelve la célula, aunque rígida e inextensible, soporta todas estas deformaciones mediante un sistema que evita su ruptura. Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña, del Instituto de Mecanobiología de Singapur y de la Universidad Politécnica de Barcelona han demostrado que cada vez que una célula se comprime o estira, forma o elimina pequeños pliegues en la membrana que evitan que se rasgue.
En concreto, han comprobado la adaptación de las células después de cambiar su superficie (estirándolas) y su volumen (introduciendo agua en su interior mediante un choque osmótico). Los resultados han revelado cómo la superficie de la membrana celular aumenta o disminuye para acomodar la forma de la célula casi de inmediato, lo cual resulta esencial en procesos vitales como la respiración o el latido del corazón.
Lo fascinante de este sistema es su simplicidad: durante años, numerosos grupos de investigación de todo el mundo han buscado complejos procesos bioquímicos y moleculares para explicar cómo se adapta la membrana a la deformación. El presente estudio demuestra que puede hacerlo hasta extremos impensados. Con independencia de la complejidad biológica de la célula, las leyes de la mecánica y la física permiten explicar por sí solas el lugar de la membrana donde se forman o eliminan pliegues, qué forma tienen estos y cómo la protegen de su ruptura.
«Debido a los continuos cambios de forma celular que ocurren en los procesos cancerígenos o durante la cicatrización de las heridas, las implicaciones que tiene este hallazgo son muy relevantes», comenta Pere Roca-Cusachs, que ha liderado el estudio. «El reto ahora es ver hasta qué punto esta nueva comprensión nos puede permitir interferir en la progresión de tumores, mejorar la regeneración de tejidos o solucionar problemas en enfermedades respiratorias y cardiovasculares», añade.

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Fuente: IBEC