Sentir" el ciclo vital de la célula viva mediante pinzas ópticas

Los investigadores utilizan el láser para revelar que el interior de las células vivas se ablanda y fluidifica al dividirse

26.10.2021 - Alemania

Las células vivas son los componentes básicos de todos los organismos. Nosotros, como seres humanos, somos esencialmente un conjunto de billones de células vivas: y todas estas células surgen de un único óvulo fecundado. Esto significa que la "mitosis" (o división celular) es uno de los procesos más fundamentales e importantes de la vida. Se sabe que las células cambian drásticamente de forma y propiedades mecánicas cuando se dividen. Por ejemplo, la capa de proteínas situada bajo la membrana externa se endurece y se "redondea", volviéndose más esférica. Sin embargo, hasta ahora se sabía poco sobre lo que ocurre en el interior de la célula durante la mitosis. En este estudio, los investigadores utilizaron pinzas ópticas para revelar que el interior de la célula se ablanda y fluidifica (se vuelve más fluido), al tiempo que se vuelve menos activo durante la división celular. Los resultados de este estudio se han publicado en Nature Physics.

Las propiedades mecánicas del interior de la célula tienen un gran impacto en sus procesos durante la mitosis, por ejemplo, en la distribución de los componentes celulares o la segregación del material genético. Sin embargo, es difícil sondear el interior de una célula viva para averiguar lo que ocurre sin dañarla. Sin embargo, gracias a las pinzas ópticas, los investigadores podrían "sentir" literalmente el interior de una célula sin tocarla ni dañarla. Esta herramienta de manipulación sin contacto consiste en láseres infrarrojos altamente focalizados, que pueden atrapar y hacer oscilar las partículas intracelulares, lo que permite a los investigadores realizar mediciones microscópicas detalladas en tiempo real.

El profesor Timo Betz, de la Universidad de Gotinga, explica: "Las pinzas ópticas nos permiten estudiar la mecánica de la célula de forma similar a como podríamos comprobar la blandura de un tomate en el mercado local, simplemente apretándolo y sintiendo cuánto se aplasta". De este modo, los científicos podrían cuantificar y controlar las propiedades características del entorno dentro de la célula a lo largo del proceso de mitosis. En este momento, los procesos metabólicos utilizan energía química para transportar componentes dentro de la célula. Así que, además de investigar propiedades mecánicas como la rigidez, los investigadores pudieron medir la contribución de la célula a la energía ejercida sobre estos componentes.

Los experimentos revelaron que, durante la mitosis, las células biológicas ablandan su interior, se vuelven más fluidas en su interior y se reduce la actividad dentro de la célula, mientras que la envoltura se endurece y redondea. El reblandecimiento y la fluidificación pueden ayudar a garantizar la separación precisa y justa dentro de las células de las estructuras especializadas -conocidas como orgánulos- en las dos células hijas resultantes. "Es crucial para el organismo que todo vaya según lo previsto durante la división celular. Entender este proceso es importante porque incluso ligeras desviaciones pueden conducir a la muerte celular o a mutaciones que favorecen la formación de células cancerosas o podrían afectar a la salud del organismo o a su capacidad de reproducción", añade Betz. "Especulamos que el endurecimiento de la superficie de la célula protege su interior, ahora debilitado mecánicamente. Además, el ablandamiento observado sugiere un papel fisiológico para los cambios. Por ejemplo, puede facilitar en gran medida cualquier proceso de transporte durante la separación de las dos células hijas."

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.