Il processo attraverso il quale le cellule sono in grado di percepire il loro ambiente è regolato dal rilevamento della forza. Questa è la conclusione principale di uno studio pubblicato sulla rivista Natura , guidato dal team di Pere Roca-Cusachs, docente presso il Dipartimento di Biomedicina e ricercatore principale presso l'Istituto di Bioingegneria della Catalogna (IBEC).

"In questa ricerca, abbiamo determinato come le cellule rilevano la posizione delle molecole (o dei ligandi) nell'ambiente circostante con precisione nanometrica, " dice Roca-Cusachs. "Quando i ligandi si uniscono, le cellule applicano una forza che possono rilevare. Poiché questa forza dipende dalla distribuzione spaziale del ligando, questo consente alle cellule di percepire l'ambiente circostante. Sarebbe l'equivalente di riconoscere il volto di qualcuno al buio toccandogli il viso con le mani".

L'interazione tra le cellule e i loro ligandi (il microambiente cellulare) è essenziale per mantenere la funzione dei tessuti, e la rilevazione dei cambiamenti nell'ambiente cellulare è essenziale in tutte le situazioni dove c'è rimodellamento dei tessuti, come lo sviluppo embrionale, proliferazione tumorale o la guarigione di una ferita.

"A seconda di questa distribuzione della forza cellulare, può influenzare l'attivazione della trascrizione genetica, un fenomeno che determina quali geni sono espressi, "dice Ruggero Oria, primo autore dello studio e dottorato di ricerca. studente presso l'UB nel laboratorio del Dr Roca-Cusachs.

Con questa conoscenza più approfondita di come le cellule rilevano l'ambiente circostante, i ricercatori hanno dimostrato che alterando le condizioni dell'ambiente cellulare (rigidità e distribuzione di quei ligandi che creano la matrice extracellulare), possono controllare la risposta di aderenza della cellula, e persino definire un intervallo in cui la cella aderisce. Questo risultato, dice Roca-Cusachs, potrebbe essere importante nei processi tumorali, poiché una maggiore rigidità è correlata ad una maggiore attivazione degli oncogeni.

I ricercatori sanno che le cellule sono in grado di percepire informazioni spaziali e fisiche su scala nanometrica. Infatti, si pensava che fossero in grado di misurare le distanze, e quindi la gente aveva ipotizzato l'esistenza di qualche molecola modello che potesse contribuire a questo processo. Secondo il ricercatore IBEC-UB, questo studio si oppone a questa ipotesi, poiché mostra che le cellule percepiscono l'ambiente circostante più che vederle.

I ricercatori hanno sviluppato substrati di gel a bassa rigidità a cui è stato aderito un modello di nanosfere d'oro ricoperte da una proteina, che ne controllava la separazione. La cellula riconosce queste nanosfere come un ligando, così i ricercatori possono misurare come le cellule regolano la distribuzione della forza e il numero di ligandi a cui aderiscono per quanto riguarda la loro densità.