Investigadores del CIBER-BBN y del IBEC del grupo liderado por Xavier Trepat, han descubierto que la división celular que se produce en tejidos epiteliales podría estar regulada por fuerzas mecánicas. Este descubrimiento abre la puerta a una mayor comprensión de la proliferación descontrolada de las células cancerosas en los tumores y a su posible regulación por medio de fuerzas físicas.

Todos los organismos pluricelulares se forman a partir de una sola célula, el cigoto. Para desarrollar los diversos órganos y tejidos, esta célula original se multiplica hasta constituir un organismo funcional y adulto. El proceso que todas las células experimentan se llama división celular.

Cada célula eucariota de un organismo se divide en promedio 50 veces antes de entrar en senescencia (muerte celular). Para dividirse, la célula debe crecer, copiar su material genético (ADN) y dividirse físicamente en dos células hijas iguales entre sí e iguales a la célula madre, siguiendo el llamado ciclo celular. Las dos células hijas, a su vez, pueden seguir el mismo ciclo y multiplicar exponencialmente su descendencia en las siguientes generaciones.

Hasta ahora, se ha considerado que el ciclo celular estaba regulado por fuerzas físicas en las interfaces célula-célula y en la matriz-célula extracelular (MEC). Sin embargo, la evolución de estas fuerzas durante el ciclo nunca se ha medido en un tejido y se desconoce si esta evolución afecta a la progresión del ciclo celular.

En este artículo, publicado en Nature Cell Biology, los científicos cuantificaron la tensión de las células y la tracción de la célula a la MEC durante todo el ciclo de una gran población de células en un epitelio en crecimiento. Estas mediciones revelaron patrones mecánicos temporales que abarcan todo el ciclo celular y regulan su duración, la transición G1-S y el redondeo mitótico. A cuanta mayor tensión intercelular, las células sometidas exhiben una mayor probabilidad de transición de G1 a S, y una menor duración de las fases G1 y S-G2-M.

Además, se muestra que la tensión y la energía mecánica son mejores predictores de la duración de G1 que las propiedades geométricas medidas. La tensión aumenta durante el ciclo celular, pero disminuye 3 horas antes de la mitosis. Esta caída de tensión mostró que favorecía el redondeo mitótico. Estos resultados establecen que la progresión del ciclo celular podría estar regulada cooperativamente por fuerzas entre la célula en división y sus vecinos.


Investigación original: Marina Uroz, Sabrina Wistorf, Xavier Serra-Picamal, Vito Conte, Marta Sales-Pardo, Pere Roca-Cusachs, Roger Guimera & Xavier Trepat. “Regulation of cell cycle progression by cell–cell and cell–matrix forces”. Nature Cell Biology, 25 May 2018. Doi:10.1038/s41556-018-0107-2

Foto: Scanning electron micrograph of just-divided HeLa cells
Fuente: National Center for Microscopy and Imaging Research