La capacidad de las células para palpar su entorno mediante estructuras parecidas a dedos

Las células tienen proyecciones parecidas a dedos que utilizan para percibir su entorno. Pueden detectar el medio químico y pueden “sentir” su entorno físico utilizando sensores ultrasensibles forjados por la evolución. Una nueva investigación realizada por especialistas del Instituto Niels Bohr, dependiente de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, muestra que esas estructuras parecidas a dedos, llamadas filopodios, pueden extenderse, contraerse y doblarse en movimientos dinámicos.

En muchos procesos biológicos, la interacción entre las células y la comunicación con su entorno son esenciales para su funcionamiento. Para percibir dicho entorno, las células usan los filopodios, que son protuberancias tubulares que surgen de la membrana celular. Estos “tubos” pueden hacer llegar a la célula mensajes sobre su entorno físico y químico.

Los filopodios son muy dinámicos y pueden tanto contraerse como alargarse, además de doblarse de forma activa hacia todas direcciones. Pero, ¿qué es lo que les permite moverse, cómo controlan sus movimientos y qué fuerzas utilizan?

Esto es lo que se propuso averiguar el equipo de Poul Martin Bendix, Natascha Leijnse y Lene Oddershede.

Para empezar, lograron medir con notable precisión las fuerzas ejercidas por los filopodios. Los científicos agarraron la bola situada en el extremo de la antena de los filopodios y tiraron de ella durante un máximo de 20 minutos con un instrumento ultrasensible de manipulación incorporado al microscopio con el que examinaban cada célula. Comprobaron que las células tiraban en sentido contrario con una fuerza de 1-100 piconewtons, el equivalente a la gravedad en un único glóbulo rojo.

Las simulaciones por ordenador de la dinámica de los filopodios indican que un “esqueleto” giratorio dentro del tubo resulta en una fricción entre la membrana y el “esqueleto”, lo que lleva a la forma en espiral que se observa. (Foto: Instituto Niels Bohr)

Además, el estudio reveló un nuevo mecanismo que los filopodios utilizan para moverse. El “esqueleto” interno de los filopodios, responsable de su movimiento, fue marcado con marcadores fluorescentes para monitorizar los movimientos en el microscopio. Los investigadores observaron que el “esqueleto” dentro de los filopodios exhibía un marcado movimiento de torsión y que se formaban pliegues en espiral cuando se retiraba.

El mecanismo rotatorio que forma la espiral en el “esqueleto” es crucial para la capacidad de movimiento de los filopodios.

Estos nuevos resultados nos presentan pues a un mecanismo nuevo y sorprendente donde la rotación se convierte en una característica mecánica que hace posible para la célula interactuar con las células vecinas.

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