Images
Un avançament de l’IRB Barcelona omple un buit fonamental de coneixement sobre la formació de l’aparell principal de la divisió cel·lular, el fus mitòtic.
La visualització i seguiment en viu dels extrems inicials dels microtúbuls, filaments que organitzen el fus mitòtic, ofereix una imatge més comprensible de la seva arquitectura dinàmica.
Els resultats també ajudaran a entendre com actuen fàrmacs usats en quimioteràpia que tenen com a diana els microtúbuls.
Per a cada divisió d’una cèl·lula en dos s’ajusta una estructura extremadament complexa, el fus mitòtic, resultat de l’acció coordinada i finament equilibrada de multitud de proteïnes. Bona part del temps que inverteix una cèl·lula en dividir-se el dedica a ajustar i posar a punt aquesta peça principal de la divisió, que s’assembla superficialment a una pilota de rugbi.
El component més abundant del fus són els microtúbuls. “N’hi ha milers”, explica el biòleg cel·lular de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), Jens Lüders, “són filaments fins, imprescindibles i extremadament dinàmics i canviants als quals, per fi, hem pogut marcar en el seu extrem inicial i seguir la seva localització i moviment durant la formació i arquitectura del fus mitòtic”. L’avançament el va publicar ahir diumenge la revista Nature Cell Biology en edició online avançada.
“Durant més de 10 anys només hem pogut rastrejar els finals dels microtúbuls però no hi havia res per als inicis el que suposava un coll d’ampolla per estudiar el fus mitòtic i entendre millor la seva funció en la divisió cel·lular”, descriu Lüders. El científic alemany és el cap del grup Organització Microtubular a l’IRB Barcelona, i ha tutelat l’estudi que també signa el francès Nicolas Lecland, primer autor, que ha desenvolupat el seu doctorat amb una beca de “la Caixa” a l’IRB.
Els científics han aconseguit demostrar que la proteïna gamma tubulina (γ-tubulin) es localitza als inicis dels filaments microtubulars i s’hi manté associada de forma relativament estable. Després han preparat un marcador fluorescent que s’adhereix a γ-tubulin i que activen mitjançant foto activació per làser per filmar en viu l’evolució dels extrems inicials dels microtúbuls en el fus mitòtic de cèl·lules humanes en divisió. En la posada a punt de la tecnologia, ha estat clau la Plataforma de Microscòpia Digital Avançada compartida per l’IRB Barcelona i el Parc Científic de Barcelona, i que està dirigida pel físic francès de l’IRB, Julien Colombelli. “L’èxit del treball és també gràcies als coneixements tècnics i les tecnologies de punta que tenim a l’abast i sense les quals no ens podríem haver plantejat aquest projecte”, emfatitza el científic.
Els investigadors descriuen per primera vegada on es generen bona part dels microtúbuls dins dels fus, com evolucionen i com es transporten, mitjançant l’acció de tres proteïnes motor, cap als pols oposats de la cèl·lula, on s’ancoren. Simultàniament a aquest procés, els extrems oposats dels filaments s’allarguen cap al centre de la cèl·lula on interactuen amb els cromosomes.
Quan el fus estigui finalment ajustat, els microtúbuls estiraran dels cromosomes per iniciar la divisió. “Ara tenim una visió més completa de la dinàmica del fus i de com funciona, i podrem usar el nostre nou marcador para testar velles i noves hipòtesis sobre els mecanismes subjacents”, subratlla l’investigador.
Una nova eina per estudiar el càncer
El treball obre també la porta a comprendre millor el modus d’acció de fàrmacs usats en quimioteràpia que tenen com a diana els microtúbuls. Aquest tipus de fàrmacs pertorben la formació del fus mitòtic amb la consegüent detenció del cicle cel·lular i per tant interfereixen en el creixement del tumor.
Tot i els molts anys d’èxit clínic d’alguns d’aquests tractaments contra el càncer s’entén molt poc com impedeixen la formació i funció del fus, informen els científics. Encara que són fàrmacs molt eficients no són tan fins com seria desitjable ja que també afecten les cèl·lules sanes en divisió. A més també afecten les cèl·lules que no es divideixen com les neurones, en les que els microtúbuls tenen funcions importants.
“Comprendre millor les diferències pel que fa a l’organització i funció del fus mitòtic de cèl·lules tumorals i cèl·lules sanes i com responen davant els fàrmacs antitumorals és essencial per optimitzar els tractaments. Per exemple, podem identificar nous fàrmacs més específics o noves dianes. Aquesta eina pot ser útil per a aquests propòsits”, anuncia l’investigador.
L’estudi s’ha dut a terme amb fons estructurals de la Generalitat de Catalunya, una beca Marie Curie de la Unió Europea i al Pla Nacional del Ministeri d’Economia i Competitivitat.
Article de referència:
The dynamics of microtubule minus ends in the human mitotic spindle
Nicolas Lecland and Jens Lüders
Nature Cell Biology (2014) Doi: http://dx.doi.org/10.1038/ncb2996
IRB Barcelona
L’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) treballa per aconseguir una vida lliure de malalties. Desenvolupa una recerca multidisciplinària d’excel·lència per curar el càncer i altres malalties vinculades a l'envelliment. Treballa establint col·laboracions amb la indústria farmacèutica i els principals hospitals per fer arribar els resultats de la recerca a la societat a través de la transferència de tecnologia, i du a terme diferents iniciatives de divulgació científica per mantenir un diàleg obert amb la ciutadania. L’IRB Barcelona és un centre internacional que acull al voltant de 400 investigadors de més de 30 nacionalitats. Reconegut com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011, és un centre CERCA i membre del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
