Cómo se adhieren las células entre sí
Nuestros órganos son compartimentos especializados, cada uno con su propio entorno y función. Para sellar nuestros órganos, las células del tejido deben formar una barrera que se estrecha hasta el nivel de las moléculas. Esta barrera está formada por un complejo proteico que "pega" todas las células juntas sin dejar huecos. La pérdida de esta barrera puede conducir a muchas enfermedades, incluyendo la infiltración de patógenos en nuestro sistema interno. Dado que el mantenimiento de la barrera tisular es fundamental para las funciones de nuestros órganos, es importante entender cómo se crea esta barrera entre las células. Investigadores del Instituto Max Planck de Biología Molecular Celular y Genética (MPI-CBG) de Dresde descubrieron que las células utilizan un proceso similar a la condensación de gotas de agua en una ventana fría para formar uniones celulares. Las proteínas específicas se condensan como gotas en la membrana celular cuando las células vecinas se tocan. Estas gotas enriquecen todos los componentes necesarios para crear una barrera estable entre las células.
Formación de la barrera tisular: Una de las proteínas necesarias para hacer la unión hermética fue etiquetada con un tinte fluorescente. Usando microscopía de fluorescencia, las proteínas etiquetadas fueron observadas en vivo.
Beutel et al.
La superficie de nuestros órganos está recubierta con una capa de células epiteliales. Estas células juegan un papel importante en la protección de nuestros órganos, adaptándolos a un entorno cambiante y transportando moléculas dentro y fuera de los tejidos. Lo que sella el tejido epitelial son uniones apretadas que actúan como la barrera molecular entre las células. Una pregunta clave para los científicos fue cómo este complejo molecular se ensambla robustamente entre las células. El equipo en torno al líder del grupo de investigación de MPI-CBG, Alf Honigmann, se dispuso a reconstruir los bloques de construcción que podrían explicar cómo se construyen las uniones estrechas.
Un componente clave de las uniones estrechas es la familia de las proteínas ZO que se encuentran en el interior de las células. Usando una combinación de imágenes de tejido, edición de genes y bioquímica, los investigadores encontraron que las proteínas contienen inherentemente regiones que les permiten adherirse unas a otras y formar gotas en la membrana de las células epiteliales. Esta capacidad permite que las proteínas ZO se concentren más y secuestren selectivamente las proteínas de adhesión, necesarias para el ensamblaje de uniones estrechas. Oliver Beutel, el primer autor del estudio, explica: "Este proceso es algo similar al fenómeno de la condensación del agua en una ventana de vidrio frío, formando espontáneamente gotitas y corrientes de líquido. En el caso de uniones apretadas, las proteínas ZO se condensan en el interior de las membranas celulares epiteliales para formar un centro donde todos los componentes necesarios pueden ser encapsulados para ensamblarse en una unión apretada". Estos hallazgos sugieren que las propiedades de las proteínas ZO pueden servir de modelo para reconstruir la arquitectura y la función de las uniones estrechas.
Alf Honigmann, el supervisor del estudio, concluye: "Este estudio revela un importante mecanismo que las células epiteliales utilizan para establecer uniones estrechas. Nuestro trabajo en esta maquinaria de proteínas ejemplifica los principios de cómo las células aprovechan fenómenos físicos simples como la condensación para ensamblar estructuras moleculares complejas". Agrega: "Nuestros hallazgos implican emocionantes posibilidades de cómo las uniones pueden remodelar rápidamente durante el crecimiento y reparación del tejido."
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