¿Tienes una pregunta científica candente? Envíalo a [email protected] y trataremos de responder aquí o en un futuro número de la revista.
Si no lo has notado, los bloggers de la revista Discover nos hemos abierto camino a la versión impresa a través de una nueva función mensual llamada Ask Discover. Tú preguntas, nosotros respondemos. El mes pasado, Neuroskeptic asumió el sueño, pero este mes, todo se trata de chatter intercelular:
¡Maldita sea, Paul! Esa es una gran pregunta. Aquí está mi respuesta de revista:
Las células se comunican a través de su propio lenguaje de señales químicas. Diferentes compuestos, como las hormonas y los neurotransmisores, actúan como palabras y frases, informan a una célula sobre el entorno que la rodea o comunican mensajes. Por ejemplo, cuando el páncreas detecta que una persona acaba de comer, libera la hormona insulina para indicar a otras células del cuerpo que eliminen la glucosa de la sangre. Así como una persona necesita oídos tanto como boca para tener una conversación, las células usan proteínas receptoras en la pared celular externa o dentro de la propia célula para «escuchar» diferentes señales. Una vez que la señal química se une a un receptor, esa proteína activa una cascada de señalización en la célula que, en última instancia, conduce a la respuesta de la célula. Cada célula tiene receptores que pueden detectar muchas señales diferentes, por lo que son bombardeados constantemente con conversación biológica. ¡Imagina estar en una habitación y tener a todos hablando contigo a la vez! Entonces, ¿cómo usa una planta la comunicación celular para crecer hacia la luz solar? Las puntas de crecimiento de las plantas producen auxina, una hormona que indica a las células que crezcan y se dividan, que luego se envía al resto de la planta. Las partes sombreadas de una planta reciben más auxina, lo que hace que esas células se alarguen mientras que las células del lado soleado no. Cuando un lado se alarga mientras el otro se mantiene igual, la planta se doblará.
Sin embargo, quería señalar que esta es la respuesta súper corta e increíblemente simplificada. La comunicación celular es inexplicablemente complicada. Por ejemplo, estas son las vías asociadas con un único receptor, el receptor de antígeno de células B:
La enredada red de interacciones de células B, de la Tecnología de Señalización Celular
No solo los receptores individuales hacen muchas cosas, las diferentes respuestas están vinculadas a una amplia diversidad de receptores y mensajes. Tome la proteína Akt, una quinasa de serina / treonina (lo que significa que agrega grupos fosfato a los aminoácidos de serina o treonina en otras proteínas). Akt está implicado en las cascadas de señalización en todo el cuerpo, y es uno de los jugadores más importantes en la señalización del cáncer:
Akt y sus muchos receptores y objetivos de señalización, de Cell Signaling Technology
Carreras enteras se dedican a descubrir cómo funcionan las diferentes señales o vías intercelulares. Al estudiar la comunicación celular, los científicos esperan descubrir mensajes o receptores clave que puedan usarse para alterar la forma en que actúan las células. Por ejemplo, una interrupción en la comunicación es parte de lo que permite que las células cancerosas crezcan sin control. La creencia es que si podemos desenredar la retorcida red de interacciones químicas dentro y entre las células, podemos encontrar formas de dirigir los tejidos vivos para que hagan lo que queremos, ya sea cultivar órganos en platos de cultivo, dar resistencia a las plantas y los animales a las plagas o combatir enfermedades incurables.
Cuando lo piensas, básicamente todos nuestros productos farmacéuticos son mensajes químicos o están diseñados para detenerlos. Algunas drogas imitan o son idénticas a los mensajeros químicos naturales, por lo que cuando tomamos una píldora, influimos en la conversación que tiene lugar en nuestro cuerpo. Otros se parecen lo suficiente a ellos como para quedarse atascados donde los reales se unirían, bloqueando la recepción de mensajes.
A veces, enviamos señales a nuestras células cuando no tenemos la intención de hacerlo. Hay una serie de productos químicos que utilizamos industrialmente, por ejemplo, la imitación de la hormona estrógeno, y por lo tanto, cuando entran en nuestro cuerpo, comienzan a decirle a las células que hagan cosas que no queremos que hagan. Estos xenoestrógenos se han convertido en un gran problema regulatorio, y no solo por nosotros, sino también por los efectos que tienen en las plantas y los animales con los que entran en contacto.
Ya sea que alguna vez tengamos una conversación controlada con nuestros cuerpos o no, cuanto más entendemos las formas en que las células se comunican, más apreciamos lo complejas e intrincadas que son las mini-máquinas. Estas pequeñas computadoras procesan millones de señales todos los días. Se comunican a través de distancias insondables para coordinar partes dispares del cuerpo. Y aunque sabemos mucho sobre cómo funcionan, el mundo microscópico sigue siendo un lugar muy extraño para los metazoanos, y apenas estamos empezando a entender lo que sucede a nivel celular.
Aquí hay un video bastante elegante que mira la comunicación celular desde una perspectiva general:
También hay un bonito video TED sobre la comunicación bacteriana de Bonnie Bassler.