Cell sensing of the extracellular environment: roles of matrix rigidity, ligand density,and ligand distribution

• Autores: Roger Oria Fernández
• Directores de la Tesis: Pere Roca-Cusachs Soulere (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Marino Arroyo Balaguer (presid.), Jordi Alcaraz (secret.), Johanna Ivaska (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias médicas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • Las células sienten y responden a los estímulos externos de la matrix extracelular, tanto químicos como físicos. Respecto a los estímulos físicos, los más estudiados son la rigidez y la distribución espacial de las moléculas (ligandos) que componen la matriz extracelular. El objetivo de esta tesis ha sido estudiar los mecanismos que las células utilizan para identificar la rigidez, la densidad y la distribución de ligandos del ambiente extracelular. En el primer trabajo de esta tesis, se estudió como células con diferente expresión de integrinas respondían a la rigidez celular. Se utlizó y expandió un modelo computacional basado en el "clutch model" que capturó de manera muy adecuada los resultados obtenidos para las diferentes líneas celulares de fuerzas celulares, velocidad de la actina y tamaño de adhesión focal. En el segundo trabajo, se estudió si el crecimiento de las adhesiones, es decir un evento de mecanotransducción celular, en función de la rigidez podía ser mediado por la proteína talina. Se utilizaron fibroblastos de ratón con talina y sin talina, se midieron fuerzas celuláres y se inspeccionó el tamaño de las adhesiones. Las diferencias encontradas entre ambas líneas, probaron que los eventos de mecanotransducción están mediados por la proteína talina, junto con vinculina. Se expandió el modelo de "clutch" propuesto en el primer trabajo, para tener en cuenta la función de la proteína talina. El modelo capturó de manera muy óptima los resultados obtenidos. Ambos proyectos, son colaboraciones con otro miembro del laboratorio. Finalmente, en el tercer trabajo, mi trabajo principal durante esta tesis, se desarrollaron unos nuevos sustratos para controlar tanto la rigidez como la distribución y espaciado de ligandos. Utilizando este sistema, se encontró que las células responden a la distribución y al espaciado de ligandos utilizando mecanismos basados en fuerza, en lugar de mecanismos de medición de distancia como se había propuesto anteriormente. Se expandió el modelo de "clutch" previó, para considerar el espaciado y distribución de ligandos y capturó de manera precisa los resultados experimentales obtenidos.