Una investigación internacional de alto nivel, que cuenta con la colaboración del Instituto Biofisika (perteneciente al CSIC-EHU), ha conseguido registrar en video, de forma casi secuencial, el complejo proceso mediante el cual las células gestionan y expulsan al exterior pequeñas vesículas. Estas estructuras actúan como transportadores de sustancias fundamentales para la supervivencia y el equilibrio del cuerpo humano.
Durante las observaciones, los especialistas determinaron que un grupo compuesto por siete proteínas se organiza para constituir un anillo flexible de dimensiones microscópicas. Este componente mecánico tiene la función de aproximar la vesícula hacia la membrana celular a través de tres movimientos sucesivos. Una vez que la vesícula queda adherida, se produce la fusión y la liberación de su carga interna. Inmediatamente después, una proteína adicional se encarga de desarticular el anillo con el objetivo de que la célula pueda procesar el siguiente envío de información o material.
Un descubrimiento dinámico en la biología celular
El hallazgo, cuya dirección estuvo a cargo de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y ha sido documentado en la prestigiosa revista ‘Cell’, plantea una perspectiva
«completamente nueva y dinámica»
sobre esta función vital. Si bien la ciencia ya tenía conocimiento sobre la existencia de estas proteínas, no se había logrado visualizar con tal precisión su organización estructural ni las transformaciones que experimentan durante el ciclo de transporte.
En el organismo, todas las células mantienen un flujo constante de comunicación mediante estas vesículas, que son esencialmente paquetes esféricos cargados con hormonas, proteínas y diversas señales químicas. Estos elementos son cruciales para que los órganos y tejidos operen de manera coordinada. El nuevo estudio evidencia que el ensamblaje proteico en forma de anillo es el motor que facilita que estas esferas alcancen la superficie celular para vaciar su contenido.
El investigador Daniel Castaño-Díez, quien forma parte del Instituto Biofisika, subrayó la importancia de este nivel de observación:
«Lo que hemos visto es una coreografía altamente precisa: el anillo guía la vesícula, controla la distancia a la membrana y marca el ritmo del proceso. Contar con este nivel de detalle nos ayuda a entender mejor cómo se comunican las células y qué puede fallar en diferentes enfermedades»
.
Innovación en tecnologías de imagen
Para lograr la reconstrucción de este mecanismo biológico, el equipo científico integró diversas herramientas de imagen avanzada. Se empleó microscopía de superresolución para detectar estructuras internas en células vivas con una nitidez sin precedentes. Complementariamente, se utilizó la criotomografía electrónica, técnica que permite congelar las células de forma instantánea para mantener su estado natural y generar representaciones tridimensionales de alta fidelidad.
Oriol Gallego, representante de la UPF, destacó el éxito de la integración tecnológica al afirmar:
«Combinando estas nuevas metodologías, hemos podido ver un proceso celular fundamental y vital que debido a su corta vida útil y su dinamismo la hacían muy difícil de capturar»
.
Adicionalmente, el análisis computacional avanzado resultó determinante. En esta área, los aportes de Raffaele Coray y Andrés Molina, del Instituto Biofisika, fueron piezas clave para unificar los datos obtenidos. Gracias a este cruce de técnicas, se confirmó que las siete copias del set proteico se agrupan rodeando la vesícula, modificando su morfología mientras el paquete se desplaza hacia la periferia celular.
Las etapas de la liberación celular
El estudio detalla que el acercamiento de la vesícula no es un movimiento lineal, sino que se divide en tres fases específicas:
- Fase inicial: El anillo se constituye cuando la vesícula todavía se encuentra a una distancia considerable de su destino.
- Fase de expansión: La estructura se ensancha, permitiendo que la vesícula se desplace progresivamente hacia adelante.
- Fase de contacto: El paquete alcanza la proximidad necesaria para fusionarse con la membrana y liberar el contenido.
Tras completar estas etapas, el sistema se descompone para que sus partes puedan ser reutilizadas en futuras comunicaciones celulares.
La importancia de la proteína Sec18
La investigación también resalta el rol de la proteína Sec18, descrita como una llave de reinicio. Esta molécula es la responsable de desmantelar el anillo proteico una vez cumplida la misión. Si la Sec18 presenta fallos, el anillo permanece activo por más tiempo del necesario, impidiendo que la célula prepare nuevas vesículas con rapidez y entorpeciendo la comunicación biológica.
Aunque los experimentos se desarrollaron en levaduras, los expertos aseguran que estos principios se replican en organismos superiores, incluyendo al ser humano. Este mecanismo es el mismo que rige la secreción de insulina en el páncreas, la interconexión entre neuronas y la liberación de factores que inciden en el crecimiento de tumores.
Finalmente, este trabajo multidisciplinario contó con la participación de laboratorios liderados por Carlo Manzo (Universitat de Vic – Universitat Central de Catalunya), Jonas Ries (Max Perutz Labs, Universidad de Viena) y Alex de Marco (New York Structural Biology Center), junto a otras entidades como el EMBL Heidelberg y la Universitat de Barcelona.
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