Un estudio demuestra que las células y las moléculas tienen memoria

Las interacciones moleculares dejan un rastro en la “memoria” de las células, condicionando las futuras interacciones de éstas, revela un estudio realizado por científicos del Georgia Institute of Technology, en Estados Unidos, y publicado en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences (todavía no on line).

Las evidencias que se derivan de esta investigación podrían conducir a una revisión de resultados de estudios previos, basados en pruebas repetidas secuencialmente con la finalidad de conocer estadísticamente las propiedades moleculares, y en las que se ha asumido previamente que cada prueba sería idéntica e independiente de otras pruebas en otras secuencias.

El presente estudio, en el que ha participado el investigador Cheng Zhu, del departamento de ingeniería biomédica de dicho instituto, presenta ejemplos de secuencias de pruebas que no estarían compuestas por variables aleatorias independientes o distribuidas de forma idéntica en las diferentes fases de investigación.

Según explican los científicos, las mediciones moleculares y celulares requieren de un gran número de datos para su análisis estadístico y, normalmente, se realizan tests secuencialmente repetidos para obtener información, asumiendo de antemano que cada secuencia de dichos tests es independiente del resto.

Receptores y ligandos

Pero parece que no es así. Según declaró Zhu en un comunicado publicado por el Instituto de Tecnología de Georgia, estas pruebas, obtenidas en experimentos llevados a cabo durante más de diez años, plantean la cuestión de si, en el análisis de células y de moléculas, puede saberse que éstas no cambiarán la información que revelan de una fase concreta de investigación a otra, o si retornarán a su configuración original antes de ser testadas en ocasiones consecutivas.

De hecho, las investigaciones realizadas por Zhu y sus colegas han demostrado que ciertas células pueden “recordar” encuentros anteriores llevados a cabo a través de interacciones específicas entre receptores y ligandos.

En la biología celular, se conoce como receptores a las proteínas que permiten la interacción de determinadas sustancias con los mecanismos del metabolismo celular. En química, un ligando es un átomo, ión o molécula que generalmente dona uno o más de sus electrones dando lugar a enlaces covalentes. La interacción celular depende de ambos componentes.

Memoria positiva y negativa

Según Zhu, los científicos implicados en estas áreas de investigación celular deberían tener en cuenta este descubrimiento que podría suponer la aparición de nuevos aspectos de estudio que no deben pasarse por alto.

Utilizando una micropipeta y un par de células, Zhu y su equipo estudiaron una serie de interacciones receptor-ligando (de frecuencias de adhesión). Cada prueba fue realizada usando un ordenador automatizado y con micromanipulación piezoeléctrica, con la finalidad de controlar el área y el tiempo de contacto, para intentar que las pruebas consecutivas fueran lo más idénticas posible entre sí.

De esta forma, aparecieron ejemplos en los que una interacción observada en una prueba afectaba los resultados de otra prueba posterior en dos repercusiones: adhesión o no-adhesión entre las células. Dependiendo del sistema biológico, el efecto de cada una de las interacciones podía incrementar o reducir una interacción futura, aseguran los científicos.

Una memoria “positiva” aumentaba la tendencia a entablar interacciones en pruebas posteriores, mientras que la memoria negativa reducía esta tendencia con un resultado de más interacciones aisladas en secuencias consecutivas. Es decir, el análisis de las distribuciones de hechos de adhesión consecutivos reveló que se violaba la asunción generalizada de que las células permanecían idénticas en cada fase, en algunos de los sistemas de receptores-ligando estudiados.

Zhu compara la correlación negativa arriba mencionada con los efectos de una luz fuerte en los ojos: “si se pasa de la oscuridad a la luz, se requiere un tiempo antes de volver a ver bien. La exposición a la luz fuerte inhibe temporalmente la respuesta de los ojos al siguiente estímulo”.

Pruebas futuras

El siguiente paso de la investigación será intentar determinar el efecto de esta memoria celular para conocer cuanto dura.

Según Zhu, parece razonable que si se prolonga el tiempo entre las pruebas secuenciales, la célula o la molécula “olvidarán” gradualmente las interacciones previas. Por otro lado, los investigadores también quieren analizar los mecanismos biológicos de los efectos de esta memoria.

De cualquier forma, aunque aún se desconozcan todas las implicaciones de estos recuerdos celulares, Zhu cree que éstas deben ser importantes desde el punto de vista biológico porque suponen que existe una manera de regulación celular de adhesión y envío de señales.

Por ejemplo, en el caso de las células T, del grupo de los linfocitos T, la capacidad de “recordar”, incluso una interacción breve con un patógeno, podría estar relacionada con la capacidad del sistema inmunológico de distinguir entre un intruso y sus propias moléculas, lo que resultaría crucial para defender al organismo.