Nuevo sensor fluorescente revela una proteína clave implicada en las interacciones entre células

Investigadores dirigidos por la Universidad de Osaka informan sobre el desarrollo de INCIDER, un sistema sensor fluorescente que permite obtener imágenes microscópicas de alto contraste de cambios temporales en las interacciones celulares mediadas por la molécula de N-cadherina. Se espera que este sistema sensor, que emite una fluorescencia mucho más brillante que el sistema utilizado actualmente mientras detecta estas interacciones, tenga una amplia gama de aplicaciones en biología del desarrollo, neurociencia y otros campos.

Las células tienden a entrar y salir de «situaciones difíciles» de manera regular, ya que establecen y rompen conexiones funcionales entre sí. El seguimiento de las interacciones intercelulares es esencial para obtener conocimientos más profundos sobre la compleja fisiología humana. Ahora, investigadores de Japón han desarrollado una nueva forma de rastrear algunas de estas interacciones adhesivas en tiempo real.

En un artículo reciente publicado en Biología de las Comunicacionesinvestigadores dirigidos por SANKEN (Instituto de Investigación Científica e Industrial) de la Universidad de Osaka han informado sobre el desarrollo de un nuevo sistema sensor fluorescente para obtener imágenes de una proteína clave involucrada en las interacciones entre células.

El cuerpo humano está formado por millones de células que necesitan trabajar juntas para que todo funcione normalmente. Para que las células funcionen bien juntas, deben mantenerse juntas, y lo hacen mediante el uso de moléculas de adhesión como la cadherina neural (NCad).

«Debido a la falta de técnicas de detección apropiadas, no está claro cuándo y dónde ocurren las interacciones de NCad», dice el autor principal del estudio, Takashi Kanadome. «Las moléculas sensoras convencionales tienen una baja resolución y propiedades irreversibles, lo que dificulta la detección de cambios dinámicos en las interacciones célula-célula».

Para diseñar una mejor manera de visualizar las interacciones dependientes de NCad entre las células, los investigadores comenzaron con un conjunto de dos sensores que solo producen una señal fluorescente brillante cuando están uno al lado del otro. Insertaron cada uno de estos sensores en diferentes copias de NCad para generar INCIDER (indicadores fluorescentes para la detección de interacciones de NCad) y luego monitorearon las interacciones entre las células que expresan las nuevas proteínas sensoras.

«Los resultados fueron sorprendentes», explica el autor principal Tomoki Matsuda. «Observamos una fluorescencia brillante en las superficies de las células que interactúan, lo que indica que los sensores fluorescentes se activaron adecuadamente mediante la adhesión célula-célula».

El tratamiento de las células con calcio para interrumpir la interacción entre las proteínas sensoras INCIDER emparejadas dio como resultado una disminución de la fluorescencia, y el lavado del calcio aumentó la fluorescencia, lo que demuestra que este sistema es reversible y, por lo tanto, se puede utilizar para obtener imágenes de cambios dinámicos en las interacciones celulares. Además, la señal de fluorescencia fue 70 veces más fuerte que la del único sistema disponible actualmente para detectar este tipo de interacciones.

«Nuestro estudio demostró que, usando el sistema INCIDER, es posible realizar imágenes microscópicas de alto contraste de cambios temporales en las interacciones de N-cadherina célula-célula», dice Matsuda.

Dado que la adhesión intercelular mediada por NCad es crucial para una amplia gama de células y procesos celulares, se espera que el sistema INCIDER sea útil en los campos de la biología del desarrollo, la neurociencia y más. En el futuro, esta tecnología fundamental podría ampliarse para generar imágenes de interacciones entre otros tipos de proteínas de adhesión intercelular.