Investigadores de la Universitat Pompeu Fabra de Barcelona han identificado una proteína responsable de la entrada de calcio al interior de las células ciliadas, las cuales tienen un papel clave en la prevención de infecciones del aparato respiratorio y embarazos ectópicos.  

Un equipo de investigadores del laboratorio de Fisiología Celular y Molecular del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud ( CEXS) de la UPF, dirigidos por el doctor Miguel Ángel Valverde, ha descubierto la importancia que tiene el calcio en la adaptación de las células ciliadas de la trompa uterina y de las vías respiratorias ante los cambios de viscosidad del moco segregado por el organismo en determinadas condiciones.

El estudio, que lleva por título " TRPV4 channel is involved in the coupling of fluid viscosity changes to epithelial ciliary activity", se ha realizado en colaboración con el Laboratorio de Fisiología de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), de Santiago de Chile, y se publicará el lunes 14 de marzo en la revista The Journal of Cell Biology .

Las vías respiratorias están recubiertas de células ciliadas. Se llaman así porque de ellas sobresalen unas prolongaciones microscópicas llamadas cilios que tienen una función motora. La función principal de los cilios es desplazar las partículas extrañas (patógenos i alérgenos) que entran por las vías respiratorias y que llegan hasta los pulmones. El movimiento de los cilios expulsa estas partículas, que a su vez están pegadas al moco que recubre las vías respiratorias, desde la parte más profunda de los pulmones hasta la parte superior del tubo respiratorio y, desde allí, pasan al tubo digestivo. Por tanto, los cilios son responsables del funcionamiento correcto del transporte mucociliar y actúan como un mecanismo de defensa frente las posibles infecciones del aparato respiratorio. Cuando la función de estas células ciliadas es deficiente, puede empeorar el curso de una enfermedad respiratoria como, por ejemplo, la bronquitis crónica o asma.

Las células ciliadas se encuentran también en el aparato reproductor femenino, concretamente, en las trompas uterinas o de Falopio, las cuales conectan el útero con el ovario. Las trompas tienen una doble función: por un lado, son el conducto por el que los espermatozoides depositados en la vagina se dirigen hacia el ovario para encontrarse con los óvulos liberados por este órgano y, por el otro, es la vía por donde se transportan los óvulos fecundados desde el ovario hasta su ubicación definitiva en el útero, lugar donde tendrá lugar la implantación del embrión. Así, las células ciliadas de la trompa uterina se encargan, conjuntamente con la contracción muscular de la trompa, de transportar el óvulo fecundado hasta el útero. Por tanto, un funcionamiento deficiente de las células ciliadas puede ocasionar problemas de infertilidad y también embarazos ectópicos o extrauterinos, lo cual conlleva un elevado riesgo tanto para la madre como para el feto.

El equipo investigador de la UPF lleva años estudiando los mecanismos celulares y moleculares que controlan la velocidad del movimiento de los cilios, especialmente en aquellas situaciones en las que varía la viscosidad del moco. Para ser funcionales, la actividad motora de las células ciliadas ha de adaptarse a estos cambios de viscosidad. A veces, los cambios responden a situaciones fisiológicas normales concretas, como las que tienen que ver con el ciclo ovárico. En otras ocasiones, estos cambios son consecuencia de situaciones patológicas que conllevan un exceso de moco o un aumento de la viscosidad del mismo. En el estudio publicado se describen los mecanismos por los cuales la actividad ciliar se adapta a los cambios de mucosidad de la trompa uterina. Cuando las células ciliadas se encuentran con grandes cantidades de moco o éste es muy espeso, la función motriz de los cilios disminuye a causa de la dificultad de movimiento y, a veces, hasta el punto detenerse completamente. Para evitarlo, se ponen en marcha una serie de mecanismos compensatorios ante las situaciones de mayor demanda. Estos mecanismos requieren incrementar las cantidades del ión calcio en el interior de la célula, generando una señal a modo de "mensajero celular", que activa la maquinaria responsable del movimiento de los cilios.

En efecto, con la llegada de un determinado estímulo, en este caso el moco, la célula reacciona captando calcio del exterior celular, es decir, permitiendo su entrada a través de una proteína específica que ha sido identificada por estos investigadores. El efecto impulsor de los cilios depende de diversos factores, pero uno esencial tiene que ver con la concentración de calcio. El trabajo de los investigadores de la UPF ha identificado la proteína que interviene en la entrada de calcio en el interior de la célula. La existencia de un canal de calcio que regule la entrada al espacio intracelular es un hecho esencial para que se active el movimiento impulsor de los cilios.

Este descubrimiento facilita la comprensión y el tratamiento de enfermedades asociadas a una falta de actividad filiar, como, por ejemplo, algunas enfermedades respiratorias crónicas o algunos tipos de infertilidad.

El equipo investigador está integrado por:

Autores: Yaniré N. Andrade (1,2), Jacqueline Fernandes (1), Esther Vázquez (1), José M. Fernández-Fernández (1), Maite Arniges (1), Trinidad M. Sánchez (2), Manuel Villalón (2) y Miguel A. Valverde (1).

Trabajo de colaboración entre el Laboratorio de Fisiología Celular y Molecular de la UPF (1) y el Laboratorio de Fisiología de la PUC de Santiago de Chile (2).

Financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia, el Fondo de Investigación Sanitaria, y la Generalitat de Cataluña.