La división celular es crítica para una infiltración exitosa de macrófagos

Los investigadores de ISTA están descubriendo un proceso crítico que permite que las células inmunitarias lleguen a donde las necesitan. Un estudio publicado en Science.

Para llegar a donde lo necesitan, las células inmunitarias no solo se escurren a través de pequeños poros. Incluso superan barreras similares a paredes celulares muy apiladas. Los científicos del Instituto Austriaco de Ciencia y Tecnología (ISTA) ahora han descubierto que la división celular es la clave de su éxito. Junto con otros estudios recientes, sus resultados publicados en Science brindan una imagen completa de un proceso tan importante para la recuperación como la propagación del cáncer.

Imagina un muro de piedra en el campo. Apretadas, una piedra se asienta sobre la otra para llenar los huecos más pequeños. obstáculo aparentemente impenetrable. En su camino por todo el cuerpo para combatir infecciones, las células inmunitarias se encuentran con dichas barreras en forma de tejido denso celular. Para hacer su trabajo como servicio de rescate de cadáveres, deben encontrar la manera. En un estudio reciente, científicos del grupo Siekhaus de ISTA junto con colaboradores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) y tres estudiantes de una escuela secundaria local observaron más de cerca cómo ocurre esto en embriones de mosca de la fruta.

Durante el desarrollo de estos animales pequeños y transparentes, los macrófagos, la forma predominante de células inmunitarias en las moscas de la fruta, se infiltran en los tejidos. Usando microscopios sofisticados, los científicos pudieron seguir su viaje. “Los macrófagos llegan a la pared y buscan el lugar adecuado para entrar”, explica Maria Achmanova, quien hasta hace poco era postdoctorado en el grupo de investigación de Daria Seckhaus y primera autora del estudio.

Abriendo nuevos horizontes

Tiene señales dirigidas que dirigen a los macrófagos al lugar correcto. Allí, los macrófagos principales, la primera célula en la que moverse, están esperando. De repente parte de la pared comienza a moverse. La célula justo enfrente del macrófago se redondea, preparándose para la división, una parte normal del ciclo celular. “Esto es lo que estaba esperando el pionero”, dice Akhmanova. Al mover el núcleo de la célula hacia adelante, la célula líder ahora empuja hacia adelante mientras todos los demás macrófagos siguen sus pasos. Como el grupo de Siekhaus también descubrió recientemente, un avance pionero obtiene un impulso adicional de energía a través de un proceso complejo gobernado por una proteína recién descubierta que los científicos han denominado Atossa. Además, los científicos han aprendido que para proteger sus núcleos sensibles del daño, los macrófagos desarrollan escudos protectores hechos de filamentos de actina.

La división celular es fundamental para el éxito

Al inhibir, ralentizar y acelerar específicamente la división de las células del tejido circundante, los investigadores ahora han podido demostrar que el componente principal que permite que las células inmunitarias ingresen es, de hecho, la división celular circundante. Los investigadores observaron a través de imágenes en vivo que durante la aproximación para prepararse para la mitosis, la célula del tejido en el sitio de entrada pierde algunos de sus puntos de conexión con su entorno. En colaboración con el Laboratorio De Renzis en EMBL, los investigadores también realizaron una inducción artificial de la aducción a través de una tecnología de punta que usa luz para inducir cambios genéticos. Esto no fue suficiente para entrar en los macrófagos. Pero la reducción genética de la cantidad de conexiones celulares fue así.

Fue muy interesante ver cómo los macrófagos podían entrar en los tejidos solo cuando la célula del tejido perdía sus contactos. «

Maria Achmanova, primera autora del estudio

Implicaciones poderosas para la investigación del cáncer

“La división celular es el proceso principal que controla la infiltración de macrófagos, es realmente un concepto muy elegante con implicaciones poderosas”, dijo la profesora Daria Seckhouse. El mismo mecanismo que ayuda a los macrófagos a entrar en los tejidos también podría ser necesario para otros tipos de células inmunitarias en vertebrados como los humanos. A largo plazo, los científicos están ansiosos por ver si la manipulación de las conexiones o divisiones de las células de los tejidos podría ayudar a aumentar la infiltración de las células inmunitarias en los tumores para combatirlos desde adentro o ayudar a reducir la capacidad de las células inmunitarias para atacar los tejidos durante la autoinmunidad. “Nuestros hallazgos también impactarán a cualquier investigador que trabaje con cualquier célula migratoria en el contexto del cuerpo”, explica el biólogo celular.

Para su estudio, la biofísica teórica y colega Maria Achmanova de Lise Meitner profundizó en el mundo de la microscopía. Con la ayuda de su maestra Daria Seahouse, aprendió todo lo que pudo sobre las maravillosas y muy útiles moscas de la fruta. Tres estudiantes de la escuela secundaria Klosterneuburg también formaron parte del equipo. Durante un viaje escolar a los laboratorios del instituto, descubrieron su entusiasmo por la investigación. Por lo tanto, ayudaron a Akhmanova a cruzar e identificar moscas de la fruta e incluso escribieron un algoritmo para acelerar el análisis de imágenes. «¡El éxito de este proyecto de investigación fue posible gracias a la fuerza combinada de varios científicos y la tremenda ayuda de tres entusiastas estudiantes de secundaria!» Akhmanova dice.