Microscopía de Fuerza de Tracción: una nueva herramienta para cuantificar interacciones célula-sustrato

LORENA SIGAUT; MICAELA BIANCHI; LÍA I. PIETRASANTA

CABA

Conferencia; Latin American Conference on Mathematical Modeling of Biological Systems; 2015

lLaFEBS, SAB

Las células detectan, procesan y traducen la información mecánica que esproporcionada por el medio ambiente extracelular para tomar decisionessobre el crecimiento, la motilidad y la diferenciación. Para ello, las célulassensan activamente la rigidez de su entorno, ejerciendo fuerzas de tracción através de estructuras especializadas denominadas adhesiones focales, queunen físicamente componentes del citoesqueleto con la matriz extracelular.Las fuerzas de tracción son cruciales para el mantenimiento de la formacelular, la migración y la mecanotransducción; y juegan un rol importanteen muchos procesos biológicos, como por ejemplo cicatrización,inflamación, embriogénesis o metástasis. Contar con una herramienta, conla sensibilidad capaz de medir las fuerzas de tracción ejercida por las célulases fundamental para estudiar dichos procesos. En ese sentido, la Microscopía de Fuerza de Tracción1 (TFM) es una técnica que permite cuantificar las fuerzas de tracción generadas por una célula adherida a un sustrato elástico, a partir del análisis de imágenes de nanomarcadores fluorescentes embebidos en el sustrato que actúan como referencia. En esta charla se presentará el análisis de TFM aplicado a células de epitelio mamario de ratón cultivadas en diferentes sustratos con el fin de estudiar los efectos de la elasticidad del sustrato en la generación de fuerzas. Si el sustrato es suficientemente blando, la tensión que ejerce la célula lo deforma entre decenas y centenares de nanómetros, y mediante el análisis de velocimetría por imágenes de partículas2 (PIV), es posible calcular el campo de deformaciones del sustrato a partir de las imágenes de fluorescencia. Para obtener las fuerzas de tracción es necesario resolver un problema inverso de mecánica de medios continuos, en este caso se emplea un método de Regularización de Tikhonov3 para estimar los mapas defuerzas de tracción, a partir de la deformación del sustrato y sus propiedadeselásticas.[1] Dembo M., et al. Biophys. J. 70: 2008-2022, 1996. [2] Sveen J. K. (2004) An introductionto MatPIV v.1.6.1. In eprint series. ISSN 0809-4403. [3] Hansen P. C., Numerical Algorithms46 (2):189-194, 2007. Han S.J., et al. Nat Methods. 12(7):653-6, 2015.