NUEVAS FUERZAS MECÁNICAS DE LAS CÉLULAS

Según los investigadores Pere Roca-Cusachs e Isaac Almendros, conocer con detalle el modo en el cual trabajan las fuerzas en diversos procesos va a servir para ayudarnos a comprender mejor cómo se propaga un tumor canceroso y diseñar superiores tratamientos para dichas enfermedades.

Nos ayudarán a comprender cómo responde el corazón, las cuerdas vocales o el sistema respiratorio a la constante variación de fuerzas a la que se exponen continuamente. 

Explicaron que desde las cuerdas vocales hasta los latidos del corazón, las células humanas se ven constantemente afectadas por fuerzas mecánicas que cambian constantemente su respuesta a estos estímulos y regulan procesos esenciales, independientemente de si es en personas sanas o no.   Sin embargo, hasta ahora, se desconocía en gran medida cómo las células perciben estas fuerzas y responden a ellas. 

Ahora, este estudio muestra que es la velocidad a la que se aplica la fuerza lo que determina la sensibilidad mecánica de la celda. Los investigadores señalan que hay dos respuestas a la fuerza aplicada a la célula.

Las células pueden sentir y responder a la fuerza mecánica, y el endurecimiento del citoesqueleto causa rigidez celular y la ubicación de la proteína YAP en el núcleo.

Si la tasa de aplicación de la fuerza sigue aumentando por encima de cierto valor, se producirá el efecto contrario y la célula dejará de percibir fuerzas mecánicas, es decir, en lugar de que el citoesqueleto y la célula siguan aumentando su rigidez, se producirá una ruptura parcial del citoesqueleto provocando que se ablande la célula.

Los científicos además hicieron experimentos con ratas de laboratorio para verificar que los resultados observados en células individuales ocurren asimismo en órganos completos in vivo. 

Para eso, los estudiosos se fijaron en los pulmones, que de manera natural experimentan estiramientos mecánicos cíclicos a lo largo de la respiración, y ventilaron a diferente ritmo cada pulmón, de manera que un pulmón se llenaba y vaciaba a más velocidad (hiperventilación) y el otro más despacio, aunque manteniendo una tasa total de ventilación común. Tras equiparar las células de los dos pulmones, observaron que la proteína YAP incrementaba su ubicación nuclear únicamente en las células del pulmón sometido a hiperventilación. 

Según los estudiosos, este crecimiento de YAP en muestras vivas, provocado por el "tira y afloja celular", era afín al que está en tumores cancerígenos en proliferación.   

Según el biólogo del desarrollo Thomas Lecuit, del Instituto de Biología del Desarrollo de Marsella, "las fuerzas operan cada vez que hay que tallar una forma".

Fuentes: La Vanguardia, Investigación y Ciencia

HATENA, UN SER VIVO FOTOSINTÉTICO Y DEPREDADOR

Las bacterias fotosintéticas y los primeros antepasados de las algas establecieron las relaciones de endosimbiosis más prestigiosas de la evolución. Millones de años más tarde, las bacterias se fueron convirtiendo en los actuales orgánulos celulares llamados cloroplastos, los cuales se encargan de la fotosíntesis captando energía de la luz solar.

En una playa japonesa, un grupo de científicos pertenecientes a la universidad de Tsukuba, en Japón, han hallado un organismo el cual es mitad vegetal y mitad depredador, es decir, hace fotosíntesis como las plantas, pero además se alimenta de algas, como los animales. A este nuevo organismo se le ha dado el nombre de Hatena, que significa ‘misterio’ en japonés.

Como menciona el estudio publicado en la revista ‘Science’, el organismo ha sido encontrado en una playa de la Prefectura de Wakayama por un grupo de científicos investigadores. Este microbio unicelular es capaz de dividirse en dos células, una carnívora y otra herbívora. En el proceso de división celular, una de las células se vuelve incolora, en cambio, la otra permanece de un color verdoso y compuesta por algas. Al final del proceso, la célula carnívora acaba engullendo a la célula herbívora, así desvaneciéndose su citoesqueleto y sus flagelos, finalmente, se responsabiliza de funciones digestivas y visuales en el nuevo organismo formado.

                                

La célula carnívora, para poder comer vegetales, hace crecer un órgano semejante a la boca humana, en cambio, la célula herbívora realiza la fotosíntesis usando las algas que se encuentran en su interior.

El organismo encontrado es capaz de ejecutar procesos de Endosimbiosis, creando formas de vida nuevas, además, los científicos piensan que con este proceso es como las plantas y animales que existen en la actualidad han evolucionado. Hay muchos investigadores los cuales creen que los cloroplastos, asentados en el interior de las plantas, en un pasado fueron organismos independientes.

Fuentes: ABC, Elmundo

REGENERACIÓN DE MIEMBROS PERDIDOS

Desde hace millones de años los lagartos tienen la capacidad de regenerar sus rabos cuando los pierden. Pero estos nuevos miembros no son iguales a los que tienen de nacimiento: en lugar de tener columna espinal y nervios, la nueva estructura es un tubo de cartílago.

Los investigadores de la USC han conseguido un nuevo método para hacer que los rabos de los lagartos enlutados crezcan igual que como lo hacen al nacer y para ello han tenido que echar mano de células embrionarias y la herramienta de edición genética CRISPR. Los resultados de su investigación han sido publicados en detalle por la revista Nature.

Es uno de los únicos casos en los que se ha mejorado significativamente la regeneración de un apéndice mediante una terapia basada en células madre en cualquier reptil, ave o mamífero, y sirve de base para mejorar la cicatrización de las heridas en los seres humanos.

El equipo analizó cómo se forma el rabo de los lagartos durante su gestación y lo comparó a cómo lo hace cuando se regenera ya en edad adulta. Descubrieron que hay una serie de células neuronales del sistema nervioso (NSC) que envían una señal que bloquea la formación de nervios y estructura ósea mientras que fomenta el desarrollo de cartílago.

También observaron que aunque esta señal no se llegue a activar, las NSC adultas no son capaces de generar tejido óseo o nervioso nuevo. Sin embargo, según explican los investigadores, las NSC embrionarias producen esta señal sólo en la región inferior que acabará formando cartílago. Mientras que el lado superior no recibe la señal y empieza a desarrollar tejido esquelético y nervioso.

Los investigadores probaron a implantar este tipo de NSC embrionarias en muñones de rabos de lagarto adulto y comprobaron que éstas respondían a las señales cerebrales y solo permitían la generación de tejidos cartilaginosos. 

Entonces decidieron recurrir a herramientas de edición genética CRISPR para que las NSC dejaran de responder a la señal.

Perfeccionar la cola regenerada de un lagarto abre una nueva vía para mejorar la curación de heridas que no se regeneran de forma natural. Para conseguirlo, un equipo de expertos de la USC y la Universidad de Pittsburgh ha analizado cómo las colas de los lagartos se regeneran cuando son adultos y cómo lo hacen durante el desarrollo embrionario.

El resultado fue que los lagartos fueron capaces de regenerar sus colas con el mismo patrón dorsoventral, que tenían al nacer. Es decir, tejido esquelético y nervioso en la parte superior o dorsal, y tejido cartilaginoso en la parte inferior o ventral.

Esta terapia experimental con lagartos abre un nuevo campo de estudio de nuevas terapias para humanos. Los científicos afirman que esta investigación les ha proporcionado una experiencia práctica esencial para conocer cómo mejorar el potencial regenerativo de un organismo.

Fuentes: nature communications, Consalud.es