Entender cómo funciona el envejecimiento y ciertas enfermedades asociadas como algunos tipos de cáncer es uno de los grandes retos actuales de la ciencia. Ahora, investigadores del IBEC, con sede en el Parc Científic de Barcelona, han dado un paso más en este conocimiento demostrando cómo las fuerzas físicas desregulan el reloj circadiario de las células, el mecanismo que controla los cambios fisiológicos cada 24 h. El hallazgo puede ayudar a entender mejor esta interacción, puesto que el reloj circadiario deja de funcionar correctamente con el envejecimiento y ciertas enfermedades.

Los seres vivos poseen un ciclo biológico interno, conocido como reloj circadiano, que regula actividades fisiológicas fundamentales como el metabolismo, las variaciones hormonales, de temperatura corporal y de tensión arterial.

El correcto funcionamiento del reloj es fundamental para que los seres vivos puedan anticiparse a los cambios entre el día y la noche, y adaptar su fisiología para hacerle frente. El ejemplo paradigmático de un desajuste de este reloj con evidentes efectos fisiológicos es el famoso jet lag que se produce cuando atravesamos distintos husos horarios en avión.

Un grupo de investigadores liderados por el profesor de investigación ICREA y líder del grupo Dinámica Integrativa de células y tejidos del IBEC, Xavier Trepat, han dado un paso más para descifrar su funcionamiento describiendo el mecanismo por el que el reloj circadiario de las células se desregula en respuesta a fuerzas físicas externas. La investigación, publicada recientemente en el Journal of Cell Biology es producto de una colaboración entre el IBEC y la Universidad Pompeu Fabra en Barcelona.

La proteína YAP es fundamental en la desregulación del reloj interno en respuesta a fuerzas físicas

En los mamíferos, el reloj circadiario central se localiza en el cerebro y se regula principalmente por la luz. Sin embargo, cada célula tiene su pequeño reloj interno que percibe y se adapta al microambiente que le rodea.

A través de experimentos in vitro utilizando fibroblastos de ratón, células del tejido conectivo encargadas entre otras cosas de mantener su estructura, los investigadores han visto que la proteína YAP (del inglés Yes-Associated Protein), es la clave en la desregulación del reloj circadiario. Esta misma proteína también controla la proliferación celular y está relacionada con el desarrollo de metástasis en distintos tipos de cáncer.

La proteína YAP es el punto hacia el que confluyen las señales mecánicas externas y que hace que las células sean capaces de percibir la rigidez de su entorno. YAP se encuentra en forma inactiva en el citoplasma de las células, y en respuesta a estímulos mecánicos, se activa y entra en el núcleo, donde actúa concretamente sobre algunos genes “diana” iniciando una respuesta al estímulo inicial.

Los investigadores han utilizado técnicas avanzadas de microscopía confocal, microfabricación y análisis customizados por ordenador para estudiar el funcionamiento del reloj circadiario en células individuales. Han aplicado perturbaciones mecánicas, bioquímicas y genéticas de manera controlada sobre las células y han visto que uno de esos genes “diana” de YAP es Rev-erbα, un gen clave en el control del reloj circadiario.

La observación de que YAP altera el ritmo de las células añade una nueva dimensión a la regulación del reloj circadiario y aporta elementos que pueden contribuir a explicar por qué deja de funcionar correctamente en células cancerosas y en proceso de envejecimiento.

» Más información en la web del IBEC: https://ibecbarcelona.eu/ca/el-rellotge-intern-de-les-nostres-cellules-es-veu-afectat-per-les-forces-mecaniques