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Para se mover, as células devem ser capazes de mudar rapidamente de forma. Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill mostra que as células conseguem isso armazenando “pele” extra em dobras e saliências em sua superfície. Este excesso de superfície celular pode ser rapidamente implantado para cobrir saliências temporárias e depois dobrado para a próxima vez. O estudo aparece em 17 de maio no Jornal biofísico.
As membranas celulares são muito flexíveis, mas só podem esticar cerca de 3% sem romper. Ter rugas extras na área de superfície que podem se expandir sob demanda permite que as células se movam e se dividam, mantendo com segurança o volume celular e a integridade da membrana.
“É uma medida de segurança porque você não pode esticar a membrana celular e, se ela quebrar, a célula sofrerá lise e morrerá, então as células precisam ter essa reserva”, diz a primeira autora Maryna Kapustina, biofísica da Universidade da Carolina do Norte. na Colina da Capela. “Essas projeções podem armazenar grandes quantidades de superfície celular e são altamente dinâmicas, o que significa que podem ser rapidamente desmontadas e imediatamente reconstruídas em outros locais na periferia da célula”.
As saliências da superfície celular vieram em várias formas e tamanhos. Algumas, chamadas bolhas, são pequenas protuberâncias arredondadas na superfície da célula com muito pouca estrutura interna. As bolhas se formam em segundos e encolhem após vários minutos. Protuberâncias locomotoras maiores levam mais tempo para se formar, mas podem durar mais de uma hora, graças à sua estrutura interna de suporte, que é feita de proteínas como microtúbulos e actina.
Os pesquisadores usaram microscopia eletrônica e de fluorescência para observar células arredondadas, em forma de charuto e irregulares que foram incorporadas em uma matriz de colágeno 3D, uma malha de fibras de colágeno que as células podem espremer e migrar. Eles usaram tags fluorescentes para capturar lapsos de tempo da dinâmica da superfície das células e locomoção ao longo de várias horas.
A equipe mostrou que quando as células eram arredondadas, suas superfícies eram ásperas e complexas; coberto com numerosas projeções superficiais minúsculas, como bolhas, microvilosidades, filopódios e dobras. No entanto, quando as células estenderam protuberâncias, essas rugas extras de “pele” se desdobraram e suas superfícies tornaram-se relativamente lisas, especialmente nas regiões adjacentes às protuberâncias.
Os pesquisadores acham que o excesso de superfície celular é importante durante a locomoção mesenquimal e amebóide, as duas principais formas pelas quais as células se movem. Durante a locomoção mesenquimal, as células aderem às superfícies em seu ambiente e então usam forças contráteis para se empurrar entre as fibras de colágeno ou rastejar ao longo de superfícies 2D. Durante a locomoção amebóide – que permite um movimento muito mais rápido – as células não dependem de adesões, mas são impulsionadas pelos movimentos rápidos de protuberâncias “blebby” menores.
A equipe acredita que os microtúbulos desempenham um papel importante na regulação do excesso de superfície celular durante a locomoção mesenquimal e amebóide, embora sua função exata não seja clara. “Os microtúbulos podem fornecer suporte mecânico para a superfície da célula, ou podem ter algo a ver com a ativação da actina abaixo da membrana celular para criar um local ativo para uma saliência estável”, diz Kapustina. “Quando você não tem esse local ativo para criar uma saliência estável, as células basicamente formam bolhas.”
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