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1 de Diciembre de 2014
Biología celular

Fuerzas mecánicas en las células

Las contracciones y distensiones a las que se halla sometida una célula pueden determinar si esta formará parte de un hueso, del cerebro o de un tumor. No todo está en los genes.

JOHN UELAND

En síntesis

El cuerpo humano se ve afectado por fuerzas físicas que, a escala microscópica, actúan sobre todas las células. Tales fuerzas, originadas en el entorno celular, pueden causar un impacto tan profundo como los propios genes.

Si las células disponen de suficiente espacio a su alrededor, continúan dividiéndose, pero si se hallan agrupadas tienden a detener o ralentizar su crecimiento. Este comportamiento dependiente del entorno puede determinar la capacidad regenerativa de las células madre.

La conexión entre el mundo físico y el biológico está mediada por ciertas proteínas que actúan a modo de interruptor, las cuales deciden si la célula tendrá un destino normal o se convertirá en un tumor mortal.

Las células humanas que examinábamos en el laboratorio mostraban una apariencia amable. Eran normales, sin propiedades cancerosas que les permitieran crecer desmedidamente, invadir tejidos cercanos y en, última instancia, causar la muerte.

Sin embargo, algo anómalo sucedió cuando, al estirar las células desde los extremos, las forzamos a cambiar de forma. Vimos que tal maniobra aumentaba la actividad de dos proteínas, YAP y TAZ, y, como consecuencia, las células se convertían en cancerosas y se replicaban sin control. Fue increíble descubrir que estas alteraciones no se debían a modificaciones genéticas, sino a fuerzas mecánicas.

La biología tiende a explicar la vida a base de genes y proteínas: el gen A produce una proteína que controla al gen B, el cual, a su vez, produce la proteína X, y así sucesivamente. Estas moléculas determinan el comportamiento celular. No obstante, cada vez parece más claro que la función de los genes se complementa con la acción de fuerzas mecánicas generadas por células vecinas o fluidos fisiológicos.

Durante las últimas décadas, los investigadores que estudian el modo en que las células interpretan las fuerzas mecánicas (disciplina conocida como mecanobiología) han descrito la importancia de esos procesos. De este modo, si las células disponen de espacio a su alrededor seguirán dividiéndose, pero si se hallan muy agrupadas tenderán a crecer más despacio. La rigidez del tejido celular constituye otro factor decisivo: cierta clase de células madre, que tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo celular, se diferenciarán en neuronas o miocitos dependiendo de si se sitúan en un entorno que imita la rigidez del tejido cerebral o muscular, respectivamente. Esta mecánica es la que guía el ensamblaje de las células madre en una placa de laboratorio para formar órganos complejos, como partes del ojo o estructuras cerebrales.

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