Un nanotubo tunelizado (TNT) o nanotubo de membrana es un término que se ha aplicado a las protuberancias que se extienden desde la membrana plasmática y que permiten que diferentes células animales se toquen a largas distancias, a veces más de 100 μm entre las células T. [2] [3] [4] Dos tipos de estructuras se han denominado nanotubos. El primer tipo tiene menos de 0,7 micrómetros de diámetro, contiene actina y transporta porciones de membrana plasmática entre las células en ambas direcciones. El segundo tipo son más grandes (> 0,7 μm), contienen actina y microtúbulos y pueden transportar componentes del citoplasma .como vesículas y orgánulos entre células, [5] incluidas las mitocondrias completas . [6] El diámetro de los TNT varía de 50 a 200 nm y pueden alcanzar longitudes de varios diámetros de celda. [6] Estas estructuras pueden estar involucradas en la comunicación de célula a célula, [7] la transferencia de ácidos nucleicos entre células en un tejido , [8] y la diseminación de patógenos o toxinas como el VIH [3] y priones . [9] Los TNT han observado vidas que van desde unos pocos minutos hasta varias horas, [10] y varias proteínas han estado implicadas en su formación o inhibición.
Los nanotubos de membrana se describieron por primera vez en un artículo de Cell de 1999 que examinaba el desarrollo de los discos imaginales del ala de Drosophila melanogaster . [11] Más recientemente, un artículo de Science publicado en 2004 describió estructuras que conectaban varios tipos de células inmunes entre sí, así como conexiones entre células en cultivo de tejidos . [6] [12] Desde estas publicaciones, se han registrado más estructuras similares a TNT, que contienen niveles variables de F-actina, microtúbulos y otros componentes, pero que permanecen relativamente homogéneas en términos de composición. [10]
Varios mecanismos pueden estar involucrados en la formación de nanotubos. Estos incluyen controles moleculares así como interacciones de célula a célula.
Se han propuesto dos mecanismos principales para la formación de TNT. El primero involucra protuberancias citoplasmáticas que se extienden de una célula a otra, donde se fusionan con la membrana de la célula objetivo. [6] La otra es que, a medida que dos células conectadas previamente se alejan una de la otra, los TNT permanecen como puentes entre las dos células. [3] [13]
Se ha demostrado que algunas células dendríticas y monocitos THP-1 se conectan a través de nanotubos de túnel y muestran evidencia de flujo de calcio cuando se exponen a estímulos bacterianos o mecánicos. Se ha demostrado que la señalización mediada por TNT produce una propagación en las células diana, similar a la lamelipodia que se produce cuando las células dendríticas se exponen a productos bacterianos. Los TNT demostrados en este estudio se propagaron a una velocidad inicial de 35 micrómetros / segundo y han demostrado conectar los monocitos THP-1 con nanotubos de hasta 100 micrómetros de largo. [14]
Se ha observado la formación de citonemas hacia un gradiente de BnL-FGF , lo que sugiere que los controles quimiotácticos pueden inducir la formación de estructuras similares a TNT. [11] Un hallazgo de apoyo es que la exposición a la fosfatidilserina guió la formación de TNT desde las células madre mesenquimales (MSC) a una población de células lesionadas. [15] Se ha demostrado que la proteína S100A4 y su receptor guían la dirección del crecimiento de TNT, ya que p53 activa la caspasa 3 para escindir S100A4 en la célula iniciadora, generando así un gradiente en el que la célula diana tiene mayores cantidades de proteína. [dieciséis]