Las células, especialmente las células inmunes, exhiben una movilidad notable al remodelar continuamente su forma para responder eficazmente a diversas señales fisiológicas, como la curación de heridas o la búsqueda de patógenos en el torrente sanguíneo. Esta movilidad depende en gran medida del citoesqueleto, una estructura dinámica que consta de una red de filamentos que se ensamblan y desarman constantemente.
Una investigación reciente realizada por un equipo dirigido por Stefan Raunser del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular ha revelado los mecanismos precisos mediante los cuales se desmontan los filamentos de actina, destacando el papel de tres proteínas clave: coronina, cofilina y AIP1. Este estudio, publicado en la revista Cell, proporciona información importante sobre cómo las células sanas y cancerosas navegan por el cuerpo.
La integridad y el movimiento celular del citoesqueleto están permitidos por los filamentos de actina, que se autoensamblan mediante la polimerización de proteínas de actina individuales. En condiciones normales, las células pueden migrar a una velocidad de entre 30 y 50 micrómetros por hora. A pesar de este ritmo aparentemente lento, los procesos moleculares que controlan el movimiento celular deben ocurrir a una velocidad increíble. En cuestión de segundos, los filamentos de actina se extienden debajo de la membrana celular, creando una fuerza que impulsa la célula. Luego, estos filamentos deben desmontarse rápidamente para evitar un crecimiento excesivo y optimizar la transferencia de fuerza a la membrana.
El estudio utilizó microscopía crioelectrónica para capturar 16 estructuras tridimensionales que ilustran las interacciones jerárquicas entre las tres proteínas involucradas en el desensamblaje de la actina. El complicado proceso se asemeja a una danza coreografiada entre proteínas. Inicialmente, la coronina se adhiere al filamento y acelera la liberación de fosfato que permanece unido a la actina después de la hidrólisis del ATP. Esta interacción provoca una ligera torsión en el filamento, preparándolo para la unión de cofilina. La unión de cofilina desplaza la coronina del filamento y facilita el reclutamiento de AIP1. AIP1 funciona como una abrazadera que sujeta y corta firmemente el filamento rompiendo los enlaces entre las unidades de actina individuales, lo que lleva a un rápido desmontaje.
Contrariamente a opiniones anteriores de que la cofilina era el principal agente responsable de cortar los filamentos de actina, este estudio redefine el papel de AIP1 como actor clave en el proceso de corte. La desregulación de cada una de estas proteínas puede estar relacionada con una variedad de enfermedades, incluido el cáncer, trastornos del sistema inmunológico y enfermedades musculares. La comprensión mecanicista detallada de la dinámica de la actina obtenida de este estudio podría allanar el camino para posibles estrategias terapéuticas dirigidas a estas proteínas en contextos de enfermedades.
En general, este trabajo innovador revela la naturaleza estrictamente regulada del desmontaje de la red de actina y subraya la sofisticada coreografía molecular que subyace al movimiento celular.
