Els components de la membrana cel·lular són essencials per a la transmissió de senyals entre les cèl·lules. Aquest és el cas del receptor de quimiocina CXCR4 i el seu lligand CXCL12, que formen un sistema clau en el molts processos, com ara el desenvolupament, la producció de cèl·lules de la sang o la resposta immunitària. També estan implicats en la progressió tumoral i les metàstasis, la fibrosi pulmonar, la infecció pel VIH-1 i les malalties autoimmunes. Fins ara ja es creia que l’organització dels receptors CXCR4 en l’espai de la membrana cel·lular, així com els seus moviments, podien tenir importància per les funcions cel·lulars, però aquests factors no s’havien pogut quantificar mai amb precisió.

Un estudi publicat a la revista Molecular Cell, firmat entre d’altres per l’investigador i coordinador del grup de recerca QuBI, Carlo Manzo, ha fet un pas més en l’estudi dels mecanismes que regeixen l’organització d’aquests receptors a escala nanomètrica i la seva influència en la funció cel·lular. L’estudi ha determinat que la formació de petits agregats de receptors, anomenats nanoclusters per la seva petita dimensió (la centmilionèsima part d’un metre), es essencial per aconseguir un funcionament cel·lular correcte.

Les cèl·lules en les quals els nanoclusters no es formen perden la capacitat de senyalitzar i migrar correctament, unes propietats fonamentals per al funcionament d’un organisme. Pel rol que CXCR4 i el seu lligand CXCL12 tenen en moltes patologies, “aquest estudi obres les portes a estratègies terapèutiques, mitjançant l’ús de fàrmacs que limitin o afavoreixin l’agregació molecular, que podrien millorar alguns dels enfocaments actuals”, afirma Carlo Manzo.

En aquest estudi s’ha utilitzat una combinació de tècniques d’avantguarda per dilucidar el paper de l’organització espacial i temporal dels receptors CXCR4 en la funció de senyalització en cèl·lules T humanes. “La nostra principal contribució ha estat en l’anàlisi quantitatiu de les dades de rastreig de molècules individuals i de les imatges de microscòpia de superresolució. Aquesta aportació ha estat clau per comptar quantes proteïnes hi ha de mitjana en els nanoclusters en diferent condicions”, aclareix el coordinador del grup de recerca QuBI

Carlo Manzo ha realitzat l’estudi en col·laboració amb Laura Martinez-Muñoz i Mario Mellado, del Centre Nacional de Biotecnologia (CNB) del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), i amb el grup de recerca Single Molecule Biophotonics de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), liderat per Maria Garcia-Parajo.