Descubren una nueva función de la proteína que mantiene unidas a las células

Una proteína fundamental para mantener la estructura de los tejidos podría tener una función adicional hasta ahora menos conocida. Investigadores descubrieron que la E-cadherina, además de actuar como un sistema de adhesión entre células, participa en el proceso mediante el cual los tejidos epiteliales identifican y eliminan células que están muriendo.

El trabajo fue publicado en Nature Communications y se realizó a partir del análisis de embriones vivos de pez cebra y ratón. Los resultados permitieron observar cómo las células epiteliales modifican su forma para rodear y absorber células moribundas, sin perder al mismo tiempo la capacidad de mantener cerrada la barrera que protege al tejido.

La investigación fue liderada por Verena Ruprecht, con Hanna-Maria Häkkinen, Marta Batet Palau y Laura F. Bianchi como coautoras principales.

La E-cadherina forma parte de un complejo molecular compuesto por varias proteínas que permite conectar entre sí a las células de tejidos epiteliales. Este tipo de tejido recubre estructuras como la piel, el intestino y las vías respiratorias y cumple, entre otras funciones, un papel fundamental como barrera frente al entorno.

Hasta ahora, la E-cadherina era reconocida principalmente por su participación en la adhesión celular. El nuevo estudio mostró que esa misma maquinaria puede ser reutilizada cuando una célula cercana comienza a morir.

Los investigadores observaron que los componentes del complejo molecular se concentraban precisamente en el punto donde una célula moribunda entraba en contacto con el tejido sano. Esto llevó al equipo a analizar si el mecanismo de adhesión también estaba involucrado directamente en el proceso de eliminación.

Para comprobarlo, realizaron diferentes pruebas. En una de ellas utilizaron células moribundas a las que se les había eliminado la E-cadherina. A pesar de esa modificación, las células epiteliales continuaron incorporándolas. En otro experimento utilizaron pequeñas gotas de grasa que carecían de proteínas, pero que presentaban en su superficie una señal característica de las células que están muriendo.

Las células también absorbieron esas estructuras, lo que permitió determinar que el mecanismo no dependía simplemente de reconocer la E-cadherina de la célula que debía ser eliminada.

Cómo una célula puede “comerse” a otra sin romper el tejido

Uno de los aspectos centrales del trabajo fue observar qué ocurre físicamente durante la eliminación de una célula muerta. Las células epiteliales forman estructuras compactas que necesitan permanecer selladas. Por eso, incorporar una célula completa representa un desafío: deben cambiar de forma y ejercer fuerza sin generar una abertura que comprometa la integridad del tejido.

Las imágenes obtenidas mediante observación en vivo mostraron que las células utilizan principalmente su superficie inferior para realizar ese trabajo. Esa zona se estira, se curva y comienza a rodear la célula moribunda, mientras que la superficie superior permanece prácticamente estable.

De esta manera, una misma célula puede modificar considerablemente una de sus caras para realizar la limpieza mientras mantiene intacta la barrera del tejido en la cara opuesta.

Ruprecht comparó el fenómeno con un grupo de bailarines que permanece unido en la parte superior mientras sus pies realizan movimientos diferentes para adaptarse a una situación nueva.

El estudio también permitió identificar algunos de los componentes que hacen posible este proceso. Una de las proteínas analizadas funciona como una especie de conexión entre el complejo de E-cadherina y el citoesqueleto, la estructura interna que permite a las células cambiar de forma y generar fuerza. Cuando esa conexión fue eliminada, las células perdieron la capacidad de rodear y absorber correctamente a las células moribundas.

Otro componente identificado cumple una función relacionada con el control de las fuerzas contráctiles. Los investigadores descubrieron que eliminarlo no hacía que la célula fuera más eficiente a la hora de limpiar los restos. Por el contrario, el tejido se volvía demasiado rígido y el proceso de eliminación empeoraba.

Los resultados muestran que no alcanza con activar el mecanismo de ingestión: también es necesario regular de manera precisa la fuerza y la capacidad de deformación de las células.


Para determinar si el fenómeno observado en el pez cebra podía extenderse a otros vertebrados, los investigadores realizaron experimentos en embriones tempranos de ratón.

Cuando bloquearon la acción de la E-cadherina, las células moribundas permanecieron en el tejido en lugar de ser eliminadas con normalidad. El resultado coincidió con las observaciones realizadas en el pez cebra y reforzó la hipótesis de que se trata de un mecanismo compartido entre distintas especies de vertebrados.

Los embriones fueron especialmente útiles para el estudio debido a su transparencia, que permite observar directamente procesos celulares que ocurren en tejidos vivos.

¿Qué relación puede tener con la inflamación?

La eliminación de células moribundas es una tarea necesaria para mantener los tejidos en condiciones adecuadas. Cuando esos restos no son retirados de manera eficiente, las células pueden deteriorarse y liberar su contenido, un proceso que puede contribuir a respuestas inflamatorias.

Por ese motivo, los investigadores consideran que comprender cómo los tejidos identifican, rodean y eliminan células muertas podría aportar información relevante para estudiar mecanismos asociados con la inflamación crónica.

De todos modos, el estudio todavía no permite afirmar que el mismo mecanismo funcione de idéntica manera en los tejidos adultos humanos.

Los investigadores aún deben determinar si este sistema dependiente de la E-cadherina opera en animales adultos y, especialmente, si tiene un papel equivalente en los tejidos humanos. La proteína está presente en los tejidos epiteliales del organismo y estos tejidos ya cuentan con mecanismos conocidos para eliminar células moribundas en órganos como el colon, la retina, las vías respiratorias y la glándula mamaria.

Por ahora, el hallazgo abre una nueva línea de investigación sobre una proteína que, además de funcionar como “pegamento” entre las células, podría participar activamente en el mantenimiento y la limpieza de los tejidos.