Las células se comunican a distancia a través de nanotubos

Científicos noruegos han descubierto que las células pueden comunicarse a distancia intercambiando señales eléctricas a través de nanotubos, que son estructuras tubulares de un diámetro extremadamente pequeño (un nanómetro equivale a la milmillonésima parte de un metro).

Dichos nanotubos contendrían proteínas de la familia de la actina, que son unas proteínas que se encargan de formar microfilamentos, además de favorecer otras funciones celulares esenciales, como la movilidad y la contracción de la célula durante la división celular.

Según publica la revista Nature, la comunicación intercelular a través de estos nanotubos implicaría asimismo la formación de “uniones gap”, que son los nexos que permiten la conexión eléctrica entre células.

Mayor conexión celular

El presente descubrimiento podría ayudar a comprender mejor una serie de eventos celulares complejos, como el desarrollo de los embriones o la actividad neuronal, explican los investigadores.

Hasta ahora, se creía que el intercambio celular de señales eléctricas era un sistema de comunicación rápido pero limitado, que se daba sólo en células del corazón y del cerebro.

Sin embargo, dado que se ha descubierto que muchos tipos de células forman estos nanotubos y uniones gap con ellos, parece que la comunicación celular eléctrica podría ser algo generalizado.

Según Hans-Hermann Gerdes, biólogo de la Universidad noruega de Bergen y uno de los autores de la investigación, muchos tipos de células tendrían una especie de “cables telefónicos” que les permitirían “hablar” unas con otras a distancia.

El presente estudio sugiere así que las células emplean la comunicación eléctrica a están más conectadas a través de largas distancias de lo que se creía.

Nanotubos de membrana

Hace seis años, Gerdes y sus colaboradores descubrieron, utilizando un microscopio óptico, la existencia de cables ultrafinos que se estiraban entre células renales.

Entonces, los científicos bautizaron estos cables como “nanotubos de entrecruzamiento” (ahora también llamados nanotubos de membrana). Se descubrió, asimismo, que varios tipos de células podían transportar moléculas a través de estos nanotubos en un plato de Petri (plato utilizado para experimentos de laboratorio).

Sin embargo, entonces no se pudo aclarar cómo las células moldeaban los nanotubos, abrían la membrana de otras células e insertaban en ellas su “cargamento”, a través de estos minúsculos cables.

Los científicos tampoco obtuvieron en aquel momento evidencias irrefutables de la importancia fisiológica de dichos nanotubos.

Ahora, Gerdes y sus colaboradores han conseguido demostrar que los nanotubos permiten crear uniones gap entre las células, algo que tiene sentido dentro de los conceptos biológicos ya conocidos.

Propio de todas las células animales

Esta demostración se llevó a cabo gracias al uso de técnicas electrofisiológicas, mediante mediciones ópticas del potencial de membrana que fueron combinadas con estimulación mecánica y registros de la actividad eléctrica de las células.

De esta forma, se demostró que se daba un intercambio bidireccional de señales eléctricas entre células renales situadas a distancias de entre 10 y 70 micrómetros.

Resultados similares fueron obtenidos con otros tipos de células, lo que sugiere que la comunicación eléctrica a través de los nanotubos sería una característica generalizada de las células animales, explican los científicos en un artículo aparecido en la revista PNAS.

Los investigadores han demostrado así que los nanotubos creados por las células son atravesados por señales eléctricas que, a su vez, provocan que se abran canales iónicos en la membrana de otras células.

Esta comunicación eléctrica a distancia podría explicar ciertos procesos celulares complejos, como la migración celular coordinada observada en los embriones en desarrollo, señalan los científicos.

Es el caso, por ejemplo, de las células congregadas dentro de dos pliegues para formar el tubo neuronal, precursor del sistema nervioso central, en los embriones de los vertebrados. Hasta ahora, resultaba obvio que estas células se comunicaban entre sí para sincronizar su comportamiento, pero no estaba claro cómo se daba dicha comunicación.

Otros niveles de comunicación celular

La comunicación de señales eléctricas a través de nanotubos supone una alternativa a otros modos de comunicación intercelular, que sí requieren el contacto directo entre las células, explican los investigadores.

Además, este hallazgo sugiere que habría estratos extra de comunicación celular que podrían estar presentes, por ejemplo, en el cerebro humano. Este hecho incrementaría drásticamente la complejidad del sistema neuronal.

En definitiva, la comunicación intercelular no requeriría sólo del contacto directo entre células, sino que éstas podrían funcionar de manera coordinada gracias a una comunicación a distancia. Según los científicos, ahora queda por establecer qué tipo de información fisiológica intercambian las células por esta vía nanométrica.