Un estudi internacional liderat per Jody Rosenblatt de The Crick Institute i el King’s College de Londres, amb la participació de Carlos Pardo-Pastor, del Laboratori de Fisiologia Molecular del Departament de Medicina i Ciències de la Vida de la UPF, identifica un nou mecanisme elèctric que destina cèl·lules energèticament deficients cap a la mort controlada per extrusió. Una troballa que podria ajudar a explicar l’augment de la incidència tumoral associat a la mala alimentació.

Òrgans del nostre cos com els intestins, els pulmons o la pell estan recoberts per una capa feta de milions de cèl·lules interconnectades que separen l’interior del nostre cos del món exterior. Aquestes capes, anomenades epitelis, controlen processos essencials per a la vida com l’intercanvi de gasos per a la respiració o l’absorció de nutrients, mentre que eviten l’entrada d’agents nocius com microorganismes o contaminants.

Per tal d’assegurar aquestes funcions de barrera i d’intercanvi selectius, les cèl·lules de les capes epitelials es renoven constantment. En alguns casos, com en el de l’intestí, ho fan a ritmes sorprenents que duen a un recanvi total –de milers de milions de cèl·lules– en 3-5 dies.

Per mantenir l’equilibri en els epitelis del cos, les cèl·lules utilitzen un mètode de mort controlada anomenat extrusió, que és comú des de les esponges marines fins als humans. Així, quan un epiteli està massa atapeït, les cèl·lules sobrants són expulsades i moren.  

Repolaritzar o morir

Fins ara se sabia que l’extrusió s’activava per forces mecàniques derivades de l’acumulació de cèl·lules dins la capa epitelial. Però què feia que una cèl·lula morís i les del seu costat sobrevisquessin continuava sent un misteri. Ara, l’estudi publicat a Nature explica com les forces mecàniques activen un corrent elèctric d’entrada de sodi que despolaritza la membrana.

“L'amuntegament provoca l'obertura dels canals de sodi de l'epiteli, la qual cosa comporta l'entrada de sals i la despolarització de les cèl·lules”, explica Rosenblatt, que ha liderat la recerca. “Les cèl·lules fortes poden bombejar el sodi cap enfora, que es repolaritza. Però les febles, que no tenen prou energia, no poden fer-ho. Utilitzen un “últim sospir” d'energia per activar un corrent que fa que l'aigua surti de les cèl·lules. Així perden volum i faciliten l’extrusió”.

“Aquest canal de sodi actua com un sensor, i exposa les cèl·lules amb menys energia i les selecciona per a la seva mort. Aquest mecanisme proporciona a l'epiteli un sistema de vigilància constant per detectar ràpidament les cèl·lules febles i eliminar-les. És com un control de qualitat elèctric, que manté els teixits robustos i funcionals”, afegeix Saranne Mitchell, del King's College de Londres.

“Trobo especialment satisfactori veure que els mecanismes bàsics que aprenem a primer de carrera –i que ara explico a les meves classes– continuen servint per fer nous descobriments”, comenta Carlos Pardo-Pastor, investigador postdoctoral al Laboratori de Fisiologia Molecular de la UPF. I afegeix, “un dia repetia per enèsima vegada la cantarella quan em va venir la idea que les cèl·lules amb poc ATP –poca energia– tindrien dificultats per mantenir el potencial de membrana, i que això hauria de fer més fàcil que es disparés el circuit elèctric que duu a l’extrusió”.

Més enllà de tenir o no energia

L’extrusió és el principal mecanisme de mort cel·lular controlada, per tal que creixin cèl·lules noves i no s'acumulin les antigues i defectuoses. Igual que passa en els tumors, quan l’extrusió no funciona, s’acumulen cèl·lules.

“Descobrir que les cèl·lules amb deficiències energètiques s’extrudeixen més fàcilment ens fa pensar en el paper que pot jugar aquest mecanisme en malalties amb alteracions metabòliques”, destaca Jody Rosenblatt, descobridora del procés d’extrusió que fa temps que estudia l’alteració de l’epiteli pulmonar en l’asma.

“Veure que l’extrusió es dispara en cèl·lules amb baixos nivells energètics ens duu a preguntar-nos si la ingesta calòrica excessiva podria estar anul·lant aquest sensor de ‘baixa energia’ i dificultar l’eliminació de cèl·lules defectuoses”, reflexiona Pardo-Pastor. “Si fos així, les dietes hipercalòriques podrien estar promovent el càncer a còpia d'interferir amb aquest mecanisme de mort cel·lular”.

Més enllà dels processos tumorals, aquesta troballa “podria ajudar a explicar com la privació d’energia en accidents vasculars pot generar una extrusió excessiva que acaba malmetent òrgans”, remarca Pardo-Pastor. 

Estudi de referència: 

Mitchell, S.J., Pardo-Pastor, C., Tchoumakova, A., Zangle, T.A., Rosenblatt, J., 2025. Energy deficiency selects crowded live epithelial cells for extrusion. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09514-w