Como parte de nuestras defensas inmunitarias, las células T citotóxicas, o células T asesinas, buscan y destruyen las células infectadas o cancerosas. Este proceso es esencial para la defensa del organismo contra las enfermedades.

Estas células inmunitarias especializadas están armadas con gránulos líticos que contienen dos componentes clave para el ataque inmunitario : perforina (proteínas que perforan las células diana) y granzimas (que obtienen acceso a través de estos agujeros y, en última instancia, matan las células que causan enfermedades).

Las células T se acurrucan en las células enfermas específicas y forman una unión íntima entre las dos, denominada «sinapsis inmunológica citotóxica».

Un equipo de investigación del Nodo EMBL Australia de UNSW Sydney en Ciencias de Moléculas Únicas en la Facultad de Ciencias Biomédicas ha descubierto que las fuerzas mecánicas generadas por las células T influyen en la eficacia con la que la perforina puede perforar las membranas de las células tumorales. En un artículo publicado hoy en Developmental Cell, describen las interacciones celulares y la integración de fuerzas tanto en la parte delantera como trasera de la célula.

Los investigadores detectaron fuerzas físicas dentro de las células T que impulsan los gránulos líticos hacia la sinapsis inmunológica donde se liberan sus cargas útiles. Estas fuerzas también permiten que las células T se adhieran a regiones de la membrana de la célula cancerosa donde se tiran y manipulan las membranas de las células inmunitarias y diana.

«Fue muy emocionante descubrir que, además de su tensión mecánica y configuración bioquímica, la forma de la membrana de la célula diana juega un papel importante en la destrucción de células cancerosas mediada por células T», dijo el Dr. Daryan Kempe de UNSW Medicine & Health, quien colaboró – Dirigió la investigación.

Al estirar y doblar las membranas de las células tumorales en una determinada dirección, las células T facilitaron el paso de la perforina, pero solo si las membranas estaban dobladas en la dirección correcta.

Sesgo hacia las membranas celulares curvadas hacia afuera

Utilizando líneas celulares de melanoma humano, los investigadores demostraron que la perforina perfora preferentemente las membranas celulares tumorales curvadas hacia afuera, en lugar de las curvadas hacia adentro. Los autores creen que este sesgo garantiza que la carga útil del asesino se entregue a su destinatario y también podría ser otro nivel de protección para las células T de su propio ataque.

«A medida que llegan los gránulos, su contenido se vaciará en esta región de la membrana que está muy curvada. Que hubiera un sesgo entre las membranas curvadas positivamente y negativamente fue completamente inesperado», dijo el líder del grupo EMBL Australia, el profesor asociado Maté Biro. en UNSW Medicine & Health, quien fue autor principal y líder del equipo.

Medición de las propiedades mecánicas de las células.

A/Prof. Maté Biro dijo que la mayoría de los experimentos se basaron en delicados ensayos biofísicos con líneas de células cancerosas y células T aisladas de donantes de sangre y ratones sanos. Utilizaron bombas microfluídicas de alta precisión, micromanipuladores controlados por computadora y micropipetas en las que la presión se podía controlar de forma independiente.

«Esta técnica realmente nos permite separar todo el proceso integrado porque es un método tan controlado. Una micropipeta recoge una célula T y otra recoge una célula tumoral, y las ponemos en contacto en un microscopio.

«Representamos imágenes de todo el proceso citotóxico. Al mismo tiempo, debido a que controlamos y conocemos la presión exacta dentro de cada una de las micropipetas, también podemos medir las propiedades mecánicas de las células a medida que interactúan y participan en el proceso», dijo A. /Profe. Biró.

Este estudio se suma a la comprensión de los mecanismos fundamentales involucrados en cómo las células T destruyen las células comprometidas o que causan enfermedades en nuestros cuerpos. Saber que las fuerzas mecánicas también están en juego cuando los formadores de poros, como la perforina, atraviesan las células objetivo también podría ayudar a los investigadores a investigar cómo funcionan estas proteínas a nivel molecular.