Un trabajo del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) y de la Universidad La Trobe (Australia) ha conseguido filmar en tiempo real cómo, en tejidos vivos de distintos modelos animales, las células sanas rodean a una célula defectuosa, la fragmentan en porciones más pequeñas y, posteriormente, la ingieren para deshacerse de ella.
Desde el CSIC señalan que, cuando una célula muere, el organismo debe eliminarla para impedir que se acumule en los tejidos, algo que puede desencadenar procesos inflamatorios en órganos como el intestino o el pulmón. Los estudios previos realizados en cultivos celulares apuntaban a que era la propia célula defectuosa la que se dividía en trozos más pequeños hasta autodestruirse.
No obstante, esta nueva investigación muestra mediante grabaciones cómo las células sanas “mastican” a las células muertas para trocearlas en fragmentos diminutos, lo que facilita su ingestión y posterior eliminación. Este hallazgo es el resultado principal de un estudio liderado por Estaban Hoijman, investigador del IBMB-CSIC y del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), y por Ivan K. H. Poon, de la Universidad La Trobe, en Australia.
El trabajo, realizado en tejidos vivos de peces cebra y ratones y publicado en la revista “Science Advances”, aporta información inédita sobre el mecanismo natural que utiliza el organismo para retirar las células defectuosas o aquellas que ya han cumplido su cometido.
Los especialistas del CSIC recuerdan que cada día mueren millones de células en el cuerpo, ya sea por recambio fisiológico o por presentar defectos. Esta muerte celular controlada, conocida como apoptosis, permite que las células fallecidas sean identificadas por otras células encargadas de retirarlas. La eliminación tiene lugar mediante la fagocitosis, un proceso biológico por el cual unas células envuelven, engullen y degradan los restos celulares.
Cuando las células muertas no se eliminan de forma adecuada, se acumulan en los tejidos y pueden originar diversas patologías inflamatorias. Aunque este fenómeno se había analizado sobre todo en cultivos celulares, todavía se conocía poco acerca de cómo se produce la fagocitosis de células dentro de los tejidos vivos.
El tamaño de la célula, determinante en la fagocitosis
Durante la fagocitosis, la célula que va a ser destruida queda rodeada y engullida por sus vecinas. Una de las dificultades para que estas células puedan ingerir a otras es que ambas tienen un tamaño parecido. Por este motivo, para que la eliminación de las células muertas sea eficaz, resulta necesario que se dividan en porciones más pequeñas.
“Hasta ahora se pensaba que la misma célula defectuosa se rompía a sí misma en fragmentos durante la apoptosis, en un proceso de autodestrucción”, explica Esteban Hoijman, investigador del CSIC. “Sin embargo, hemos visto que esto no es necesariamente así, sino que son las células vecinas las que las rompen antes de ingerirlas”.
“En este trabajo hemos descubierto que las células que fagocitan mastican a las que van a ingerir, es decir, las rompen en partes más pequeñas para facilitar su ingestión. Este proceso es similar al que ocurre en nuestras bocas al masticar la comida, pero a nivel microscópico”, aclara Hoijman.
Para conseguirlo, continúa el investigador, las células fagocíticas emplean unas prolongaciones que emergen de su superficie y que pueden ejercer fuerza sobre la “comida”, en este caso, las células muertas. Estas extensiones se utilizan tanto para fagocitar como para romper, actuando de forma análoga a una boca.
Claves para evitar procesos inflamatorios
El estudio permite profundizar en los procesos de apoptosis y fagocitosis, esenciales para el correcto funcionamiento del organismo adulto y para el desarrollo embrionario. Se sabe, precisa Hoijman, que numerosas enfermedades asociadas a procesos inflamatorios en el intestino, el pulmón y las articulaciones, como la colitis, ciertas alergias respiratorias o la artritis, están vinculadas a una eliminación deficiente de células que terminan acumulándose en los tejidos. Además, la alteración de los mecanismos apoptóticos puede favorecer la aparición de patologías como el cáncer o la neurodegeneración, según subrayan los investigadores.
“Este hallazgo nos ayuda a comprender mejor cómo el cuerpo elimina las células que ya no son útiles, abre la puerta a nuevas investigaciones para mejorar la fagocitosis y, en el futuro, podría ayudar a diseñar fármacos que permitan mejorar esa capacidad”, concluye Hoijman.