Stampa cellulare e anche disegnare, un elemento cruciale per l'azione del corpo per procedure come le cellule tumorali

Spingi e tira cellulare, una chiave per la risposta del corpo a processi come il cancro

Dai cavi del canto che generano la nostra voce, al nostro battito cardiaco, le cellule del nostro corpo sono spesso basate su pressioni meccaniche che trasformano continuamente la loro azione a queste stimolazioni, gestendo procedure essenziali, sia nelle persone sane ed equilibrate, sia nelle malattie come le cellule tumorali . Tuttavia, indipendentemente dal loro valore, rimaniamo principalmente ignari di come le cellule raccolgono e rispondono anche a queste pressioni.

Ora, un gruppo mondiale co-guidato dallo scienziato Pere Roca-Cusachs, dell'Istituto di Bioingegneria della Catalogna (IBEC), e anche Isaac Almendros, uno scienziato del Respiratory Diseases Networking Biomedical Research Center (CIBERES) e anche IDIBAPS, entrambi docenti della Facoltà di Medicina e anche di Scienze della Salute dell'Università di Barcellona (UB), ha effettivamente confermato che ciò che determina il livello di sensibilità meccanica nelle cellule è il prezzo a cui viene utilizzata la pressione, per dirla semplicemente, quanto velocemente viene utilizzata la pressione. Il documento è stato effettivamente pubblicato sulla rivista di spicco Nature Communications e svela anche, per la prima volta in vivo, le previsioni della versione “frizione molecolare”.

Questi risultati aprono a una comprensione molto migliore di come si moltiplica una crescita maligna, insieme a come il cuore, i cavi del canto o il sistema respiratorio rispondono alla continua variazione di pressioni a cui sono costantemente esposti.

Un cellulare coerente "stampa e anche disegna"

Gli scienziati hanno osservato che ci sono 2 azioni alla pressione relative a una cellula, utilizzando strategie avanzate come la microscopia a forza atomica (AFM) o presunte "pinzette ottiche".

Da un lato il citoscheletro, la fitta rete di fibre (prevalentemente actina), che ha, per citarne alcune, la caratteristica di mantenere la forma e anche l'ossatura della cellula, si potenzia quando la cellula subisce una modesta pressione. A questo proposito, la cellula ha la capacità di sentire e rispondere anche alla pressione meccanica, e anche il supporto del citoscheletro provoca un irrigidimento della cellula, e anche la localizzazione della proteina sana YAP nel nucleo. Quando ciò avviene, la proteina sana YAP controlla e attiva anche la genetica associata alla crescita delle cellule tumorali.

D'altra parte, se il prezzo di pressione utilizzato viene utilizzato coerentemente su un determinato valore, si verifica un impatto inverso; la cella non rileva più le pressioni meccaniche. In altre parole, a differenza del citoscheletro e anche della cellula che diventa molto più inflessibile, si verifica un parziale cedimento del citoscheletro, che determina un condizionamento della cellula.

"Come allungando e restringendo la gomma da masticare, abbiamo sottoposto le cellule a forze diverse in modo controllato e preciso, e abbiamo visto che la velocità con cui viene applicata la forza è della massima importanza nel determinare la risposta cellulare", discute Ion Andreu (IBEC), co-autore dello studio di ricerca.

Una versione provata da esperimenti in vivo

Per comprendere esattamente come si relazionano i risultati di supporto e condizionamento del citoscheletro, gli scienziati hanno creato una versione computazionale che pensa all'impatto della moderna applicazione della pressione sul citoscheletro e anche alle "combinazioni" (proteine ​​sane associate al legame della cellula substrato, come talina e anche integrina). Questi "combinazioni" sono piuttosto simili all'impatto della frizione di un'automobile, nel rafforzare il collegamento meccanico tra il motore e anche le ruote, motivo per cui la versione è chiamata "frizione molecolare".

Successivamente, i ricercatori hanno eseguito esperimenti su ratti da laboratorio per verificare che i risultati osservati nelle cellule solitarie si verificano anche in organi interi del corpo in vivo. Per fare ciò, gli scienziati hanno esaminato i polmoni, che normalmente svolgono attività meccaniche intermittenti che si estendono durante la respirazione. Nello specifico, entrambi i polmoni sono stati aerati a vari prezzi, con un polmone riempimento dentale e anche la pulizia più veloce (iperventilazione) e anche gli altri molto più gradualmente, mantenendo un prezzo di flusso d'aria completo regolare.

Dopo aver studiato e confrontato le cellule di entrambi i polmoni, hanno osservato che la proteina sana YAP ha aumentato la sua localizzazione nucleare solo nelle cellule del polmone a causa dell'iperventilazione. Questo aumento di YAP negli esempi in vivo, innescato dal "conflitto mobile", apparteneva a quello che si trova nella moltiplicazione della crescita delle cellule tumorali.

"I nostri risultati dimostrano, a livello di organo, il ruolo del tasso di applicazione della forza nella trasduzione del segnale meccanico indotto dalla ventilazione nei polmoni", afferma Bryan Falcones (IBEC-UB), co-autore dello studio di ricerca.

La carta presenta un dispositivo attraverso il quale le cellule reagiscono, non solo per instradare le pressioni, ma in aggiunta a varie altre facili stimolazioni meccaniche, come la tenuta del substrato su cui si trovano. I risultati offrono una comprensione fino a riconoscere come sensazioni contrarie a priori, come il miglioramento e anche l'ammorbidimento del citoscheletro, possono lavorare insieme alla gestione della meccanica cellulare e anche reagire in particolare a varie circostanze.