Entendre com funciona l’envelliment i certes malalties associades com alguns tipus de càncer és un dels grans reptes actuals de la ciència. Ara, investigadors de l’IBEC, amb seu al Parc Científic de Barcelona, han fet un pas més en aquest coneixement demostrant com les forces físiques desregulen el rellotge circadiari de les cèl·lules, el mecanisme que controla els canvis fisiològics cada 24 h. La troballa pot ajudar a entendre millor aquesta interacció, ja que el rellotge circadiari deixa de funcionar correctament amb l’envelliment i certes malalties. 

Els éssers vius posseeixen un cicle biològic intern, conegut com a rellotge circadiari, que regula activitats fisiològiques fonamentals com el metabolisme, les variacions hormonals, de temperatura corporal i de tensió arterial.

El correcte funcionament del rellotge és fonamental perquè els éssers vius es puguin anticipar als canvis entre el dia i la nit, i adaptar la seva fisiologia per fer-hi front. L’exemple paradigmàtic d’un desajustament d’aquest rellotge amb evidents efectes fisiològics és el famós jet lag que es produeix quan travessem diferents fusos horaris en avió.

Un grup d’investigadors liderats pel professor de recerca ICREA i líder del grup Dinàmica Integrativa de cèl·lules i teixits de l’IBEC, Xavier Trepat, han fet un pas més per desxifrar el seu funcionament tot descrivint el mecanisme pel qual el rellotge circadiari de les cèl·lules es desregula en resposta a forces físiques externes. La recerca, publicada recentment al Journal of Cell Biology és producte d’una col·laboració entre l’IBEC i la Universitat Pompeu Fabra a Barcelona.

La proteïna YAP és fonamental en la desregulació del rellotge intern en resposta a forces físiques

En els mamífers, el rellotge circadiari central es localitza al cervell i es regula principalment per la llum. No obstant això, cada cèl·lula té el seu petit rellotge intern que percep i s’adapta al microambient que l’envolta.

A través d’experiments in vitro utilitzant fibroblasts de ratolí, cèl·lules del teixit connectiu encarregades entre altres coses de mantenir la seva estructura, els investigadors han vist que la proteïna YAP (de l’anglès Yes-Associated Protein), és la clau en la desregulació del rellotge circadiari. Aquesta mateixa proteïna també controla la proliferació cel·lular i està relacionada amb el desenvolupament de metàstasi en diferents tipus de càncer.

La proteïna YAP és el punt cap a on conflueixen els senyals mecànics externs i que fa que les cèl·lules siguin capaces de percebre la rigidesa del seu entorn. YAP es troba en una forma inactiva en el citoplasma de les cèl·lules, i en resposta a estímuls mecànics, s’activa i entra en el nucli, on actua concretament sobre alguns gens “diana” iniciant una resposta a l’estímul inicial.

Els investigadors han utilitzat tècniques avançades de microscòpia confocal, microfabricació i anàlisis customitzades per ordinador per estudiar el funcionament del rellotge circadiari en cèl·lules individuals. Han aplicat pertorbacions mecàniques, bioquímiques i genètiques de manera controlada sobre les cèl·lules i han vist que un d’aquests gens “diana” de YAP és Rev- erbα, un gen clau en el control del rellotge circadiari.

L’observació que YAP altera el ritme de les cèl·lules afegeix una nova dimensió a la regulació del rellotge circadiari i aporta elements que poden contribuir a explicar per què deixa de funcionar correctament en cèl·lules canceroses i en procés d’envelliment.

» Més informació en el web de l’IBEC: https://ibecbarcelona.eu/ca/el-rellotge-intern-de-les-nostres-cellules-es-veu-afectat-per-les-forces-mecaniques