Ensayo Mecanotransducción

INTRODUCCIÓN

En los últimos años las investigaciones en el área de la biomecánica han estado enfocadas en la biotensegridad celular, ya que se ha demostrado que el pretensado celular permite que la célula responda a perturbaciones en el medio externo, mediante un proceso denominado mecanotransduccion, proceso   logrado gracias a un pretensado que fue demostrado a finales de los años 80 y principios de los 90 mediante un análisis inmunohistoquímico de los elementos del citoesqueleto , estos estudios colaboran en la compresión de la biología celular ya que de esta forma puede entenderse como las células se adaptan a su entorno mecánico bajo constantes alteraciones y traducen la información mecánica dinámica en respuestas bioquímicas y biológicas, en el siguiente ensayo se resalta el papel de la mecanotransducción  en algunas actividades celulares y sus posibles aplicaciones para la biomedicina (Swanson,2013).

http://jaoa.org/article.aspx?articleid=2094459#73004957

¿Cómo es posible el estudio de la mecanotransducción?

El avance en los estudios de la biomecánica ha sido posible gracias al desarrollo de tecnologías resultantes de la colaboración de biólogos, físicos e ingenieros, en la actualidad es posible calcular las fuerzas que las células ejercen sobre su entorno. La microscopia de tracción es un método para realizar estos cálculos , las células son extendidas en placas que contienen un sustrato compatible que contiene perlas que actúan como marcadores referenciales , la célula ejerce fuerza sobre el sustrato que provoca un movimiento resultante sobre las perlas al cual se le realiza un seguimiento meticuloso, una vez medido el desplazamiento de las perlas es empleado para calcular haciendo uso de la ley de Hooke  la fuerza ejercida por la célula , cabe resaltar que la fuerza no es medida sino calculada y la exactitud del cálculo depende de cuan precisas sean las mediciones, de las propiedades del material del sustrato entre otros(Nelson).

Otro método empleado es la microscopia de fuerza atómica, la cual mide realmente las propiedades mecánicas de la célula y no la fuerza que ejerce, se emplea una sonda microscópica para golpear suavemente la superficie de la célula; la deflexión de la punta de la sonda es proporcional a la rigidez de la zona que fue golpeada (Nelson).

En la actualidad para detectar la tensión dentro de las células se ha empleado  sensores moleculares, la FRET (Transferencia de energía de resonancia Forster)  está basada en el uso de señores de fuerza intracelulares que miden la tensión , están formados por sistemas inteligentes que se basan en el desarrollo de las proteínas en lugares estratégicos en la célula, incluyendo la vinculina en adhesiones focales y la cadherinas en adhesiones adherentes , los resultados que arrojan estos sensores moleculares indican que las proteínas se comportan como un resorte lineal cumpliendo así la ley de Hooke , sin embargo esta hipótesis no se ha comprobado en la mayoría de los contextos celulares(Nelson).

Integrinas y mecanotransducción

Valiéndose de las diversas técnicas presentadas anteriormente los investigadores   han establecido la existencia de una conexión biofísico-dinámica entre las células y su matriz extracelular circundante ya que se  ha demostrado que la matriz extracelular está implicada en la resistencia a la tensión celular, además de los microtúbulos; esta conexión es producida por medio de las integrinas, proteínas transmembranales agrupadas formando superestructuras que acoplan las integrinas con el citoesqueleto (complejos de adhesión focal), (Swanson, 2013).

Las integrinas son receptores de adhesión que transmiten señales de manera bidireccional a través de la membrana plasmática, sus dominios extracelular, transmembranar y citoplasmático son responsables de una alta variedad de respuestas celulares ante diversos estímulos mecánico (Barreno, 2007).

Las integrinas y sus ligandos son actores claves en el desarrollo, respuesta inmune, hemostasia o cáncer, dianas farmacológicas frente a trombosis e inflamación, así como también receptores para muchos virus y bacterias. (Barreno, 2007)

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