Si examinamosun cuerpo humano, encontramos tejidos muy diferentes en cuanto a su textura.Los huesos son muy duros, mientras que el cerebro y otros órganos son blandos.Esta propiedad (‘textura’) es esencial durante el desarrollo normal de unorganismo, y su alteración está implicada en la aparición de patologías,fundamentalmente diversas formas de cáncer.
La textura deun tejido depende de varias propiedades, como el grado de densidad (‘compactación’)de las células, el tipo de proteínas que rodean a las mismas y la capacidad delas células para organizar el conjunto y endurecerlo, o mantenerlo blando. Paraello, las células disponen de ‘nano-motores’ que generan la fuerza necesariapara mantener o cambiar su forma y la de su entorno. Desde esta perspectiva, laformación de los tejidos es un proceso biofísico, aspecto que se suma a lastradicionales aproximaciones bioquímicas y genéticas, que han dominado labiología hasta ahora.
El nuevo campode la mecánica celular (o mecanobiología) integra todos estos aspectos paradesentrañar cómo funciona la maquinaria que controla estos procesos cuandoocurren normalmente, y trata de identificar elementos de desviación de lanormalidad que causan cáncer y otras enfermedades. Gracias a estas líneas deinvestigación se pueden abrir nuevos estudios con aplicación en la asistenciamédica.
El principalnano-motor celular que genera fuerza dentro de las células se denomina miosinaII. Existen distintas variantes (musculares y no musculares), que tienenfunciones esenciales en procesos básicos para la vida, desde el movimientovoluntario de los músculos hasta los movimientos involuntarios, como larespiración y el latido del corazón.
El trabajoprevio del grupo del Dr. Miguel Vicente-Manzanares, Científico Titular delCentro de Investigación del Cáncer (CIC-IBMCC; centro mixto de la Universidadde Salamanca y del CSIC) había demostrado la existencia y estudiado la funciónde proteínas similares a las miosinas II musculares en todos los tejidos,incluso en neuronas y células sanguíneas. Esencialmente, todas las miosinas II,tanto las musculares como las no musculares, están compuestas por dos cadenaspesadas y cuatro ligeras.
La variante nomuscular se encuentra en todas las células del organismo, y es el objeto deeste estudio. Esta proteína controla todos los aspectos de la vida de lacélula, generando la fuerza necesaria para que la célula tenga una formaconcreta u otra, determinando su capacidad para moverse o dividirse, etc.
En el últimonúmero de la revista científica Current Biology, se describe un avanceesencial para comprender los mecanismos que permiten a las células controlar sutextura, y que es esencial para su capacidad de movimiento y especialización.El trabajo del grupo del Dr. Vicente-Manzanares concluye que una modificaciónconcreta de una de las cadenas ligeras de la miosina II no muscular bloquea sufunción “a demanda”.
Este mecanismohabía permanecido inédito hasta este estudio, pero es un avance esencial paracomprender cómo las células se adaptan a su entorno y reciben señales del mismopara migrar, dividirse o cambiar su textura para formar un tejido. Este trabajoes pionero porque demuestra que la modificación descrita anteriormente impideque la miosina II forme los entramados que forman el “esqueleto celular” o citoesqueleto,que es necesario para que la célula tenga una forma concreta, se relacione conlas células de su entorno inmediato y pueda moverse o dividirse.
En concreto, lamodificación descrita es una fosforilación en tirosina (Tyr155), que es una formacomún de modificación de las proteínas para cambiar su función. En otraspalabras, las proteínas fosforiladas pueden realizar funciones que no puedenhacer cuando no están fosforiladas. La fosforilación como proceso general fueobjeto del Premio Nobel de Medicina concedido a Edmond Fischer y Edwin Krebs en1992.
Lafosforilación en tirosina 155 de la cadena ligera de la miosina II no muscular,objeto del estudio, impide que la miosina II forme entramados filamentosos(“esqueleto celular” o “citoesqueleto”) que son necesarios para generar fuerza.En este sentido, la miosina II ensamblada (es decir, no fosforilada en tirosina155) actuaría como un albañil, que usa su fuerza para colocar y cementar loscomponentes de la célula, y así permitir su actividad normal.
Lafosforilación en tirosina descrita en este artículo actúa como una “pausaforzosa para comer”, deteniendo el ensamblaje de la miosina, es decir,impidiendo el acceso del albañil a la obra.
Es importantereseñar que la fosforilación de otros componentes de la miosina II es esencialpara su función y ensamblaje, lo que significa que esta fosforilación es partede un complejo sistema de señales positivas y negativas que activan o inactivanla miosina II en función de las condiciones precisas de la célula y su entorno.
Estedescubrimiento es básico para entender cómo las células controlan la cantidadexacta de fuerza que necesitan para realizar cada proceso y abre la puerta alestudio de la alteración de esta modificación en diversos tipos de cáncer caracterizadospor la displasia, o pérdida de la forma celular, y la invasión y metástasis,que son procesos en los que la mecánica celular está alterada, haciendo que lascélulas cancerosas, que no deberían migrar, se trasladen a otras regiones paraformar tumores secundarios.
Este importantedescubrimiento ha recibido apoyo financiero del Ministerio de Economía yCompetitividad, la Junta de Castilla y León, la Asociación Española contra elCáncer y las fundaciones Ramón Areces y BBVA.