La investigadora finlandesa acaba de recibir el Premio Europeo de Ciencia Körber
Redacción
Durante décadas, los científicos explicaron la biología como una conversación química. Las células tomaban sus decisiones siguiendo un manual escrito en los genes que ejecutaban a través de señales químicas. Si una célula se convertía en neurona, en músculo o en glóbulo rojo era porque ciertas moléculas le ordenaban activar unos genes y apagar otros.
La investigadora finlandesa Sara Wickström (Finlandia, 50 años) ha ayudado a demostrar que, como mínimo, faltaba una parte clave de la historia: las células también sienten su entorno.
Las células no solo obedecen instrucciones químicas y genéticas, sino que también interpretan las características mecánicas del mundo que habitan. No lo hacen exactamente como nosotros, pero sí pueden detectar si el tejido que las rodea está sometido a presión, si se estira o si se vuelve más rígido de lo normal.
Wickström, que es directora del Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular de Münster, demostró que esa información física puede llegar al núcleo celular, donde se almacena el ADN, y modificar el comportamiento de los genes. Por trabajos como este, ha recibido el premio Körber, uno de los galardones científicos más prestigiosos de Europa (ocho de sus ganadores han recibido después el Nobel), dotado con un millón de euros.
Un ejemplo para entender el mecanismo desvelado por la investigadora finlandesa se encuentra en la diferencia entre la piel de los párpados y la de las plantas de los pies. Ambas estructuras están formadas esencialmente por los mismos tipos de células, pero una es fina y flexible y la otra gruesa y resistente. ¿Cómo saben esas células qué estructura deben construir? Una parte de la respuesta está en las fuerzas físicas a las que están sometidas.
Su hallazgo más influyente llegó cuando observó que aplicar fuerzas mecánicas a células madre de la piel no activaba simplemente algunos genes aislados. En realidad, reorganizaba a gran escala el empaquetamiento del ADN dentro del núcleo. Aquello contribuyó decisivamente al desarrollo de un nuevo campo de investigación en la frontera entre la física y la biología: la mecanobiología.
GENOMA CELULAR
P. Si hoy se encontrara con usted misma cuando era estudiante, ¿cómo se explicaría sus descubrimientos?
R. Mi principal aportación fue demostrar que esas fuerzas influyen de una manera bastante directa sobre qué genes se expresan y cuáles no. Esto es fundamental para entender nuestras células, porque todas las células de nuestro organismo contienen exactamente el mismo genoma y, sin embargo, desempeñan funciones completamente distintas. Eso ocurre porque cada célula decide qué conjunto de genes va a expresar.
Tradicionalmente se pensaba que esa regulación era exclusivamente bioquímica. Lo que nosotros hemos demostrado es que las fuerzas mecánicas también participan. Esas fuerzas, naturalmente, tienen que convertirse primero en señales bioquímicas, y esas señales regulan la cromatina, que es el ADN junto con las proteínas que lo organizan y controlan la expresión génica.
Las células tienen que ser capaces de detectar cuánta resistencia mecánica necesita realmente el tejido.
SARA WICKSTRÖM
P. Cuando habla de fuerzas mecánicas, ¿se refiere a algo parecido a las fuerzas que nosotros experimentamos o se trata de algo completamente distinto a escala celular?
R. En esencia, es lo mismo. Naturalmente, hay que pensar en la diferencia de escalas. Sabemos que esa presión hace que las células de la piel de la planta del pie, aunque sean el mismo tipo celular que las de la cara, desarrollen una estructura distinta precisamente porque están sometidas a un entorno mecánico diferente. También es muy evidente en el sistema cardiovascular. Las fuerzas de cizallamiento dentro de los vasos sanguíneos [que la sangre ejerce sobre la superficie interna de esos vasos al fluir] o el estiramiento de los músculos son fundamentales para mantener la especialización funcional de esas células. Por eso, por ejemplo, cuando una persona sufre un infarto y el tejido cicatriza, cambian las propiedades mecánicas del corazón y eso acaba alterando también su funcionamiento.
Nuestra investigación añade el contexto en el que las células funcionan. Estudiando el envejecimiento, hemos visto que la función de las células madre de nuestra piel, que mantienen la renovación del tejido, protegen la piel y hacen crecer el pelo, disminuye cuando envejecemos. Pero hemos descubierto que eso no ocurre porque las propias células madre se vuelvan defectuosas, sino porque cambian las propiedades mecánicas de su microambiente, y ese cambio afecta negativamente a su funcionamiento.
Fuente: elpais.com y Körber Prize
