All Stressed Out: Células de mamíferos sometidas a estrés adhesivo e hidrodinámico por el Pr. Gerald G. Fuller

Las células de mamíferos están frecuentemente (y en algunos casos, constantemente) sometidas a estrés mecánico. Esta presentación examina dos de estos problemas: la mecanotransducción de células endoteliales en entornos de flujo y la adhesión de biopelículas a células de la vejiga. Las células endoteliales vasculares son los "reólogos" de la naturaleza y recubren las paredes internas de nuestros vasos sanguíneos, siendo sensibles a las tensiones de corte superficiales. Se sabe que estas tensiones afectan la forma y orientación de las células endoteliales. Existe evidencia creciente de que la cinemática del flujo local es fundamental para los desencadenantes que inician la formación de válvulas. Se describen experimentos en los que se utilizan flujos de punto de estancamiento y flujos de constricción para crear regiones con variaciones espaciales bien controladas en las tensiones de corte en la pared. Se utiliza imagen de células vivas para revelar dinámicas de migración que crean patrones llamativos de orientación y densificación celular. Se demuestra que las respuestas de mecanotransducción observadas, junto con la elevada expresión del factor de transcripción Prox1, coinciden bien con lo observado durante la valvulogénesis.

La adhesión bacteriana a las células huésped es a menudo un primer paso en el proceso de infección. Por ejemplo, la Escherichia coli uropatógena, el principal agente causante de la infección del tracto urinario, se une a las células epiteliales de la vejiga huésped e inicia la invasión celular. Esto desencadena una cascada patogénica posterior caracterizada por infección recurrente. Actualmente existe un interés creciente en desarrollar nuevos antimicrobianos que, en lugar de apuntar a la supervivencia bacteriana y ejercer una alta presión selectiva para mutaciones resistentes a los fármacos, apunten a mecanismos que promueven la infección, como la unión a las células huésped. Esta nueva estrategia terapéutica requiere una comprensión detallada de los factores que contribuyen a la adhesión bacteriana. Para abordar este problema, desarrollamos un reómetro de monocapa de células vivas para medir la adhesión entre una monocapa de células epiteliales de la vejiga y una capa de bacterias. La cepa bacteriana utilizada en este estudio es UTI89, una cepa uropatógena de E. coli capaz de expresar varios componentes extracelulares diferentes, como fimbrias tipo 1, curli y celulosa. Utilizando este enfoque, podemos comparar cuantitativamente el grado en que estos diferentes componentes extracelulares afectan la adhesión bacteriana a la monocapa celular. Además, podemos usar estas mediciones para evaluar la eficacia de varias moléculas pequeñas en la prevención de la unión a las células huésped.

Por el Prof. Gerald G. Fuller

Ingeniería Química

Universidad de Stanford

Stanford, CA