Cuando las moléculas de la superficie de una célula eucariota móvil se reticulan , se desplazan hacia un extremo de la célula para formar una "capa". Este fenómeno, cuyo proceso se denomina formación de la capa , se descubrió en 1971 en los linfocitos [1] y es una propiedad de las amebas y de todas las células animales locomotoras, excepto los espermatozoides. La reticulación se consigue más fácilmente utilizando un anticuerpo polivalente contra un antígeno de superficie de la célula. La formación de la capa se puede visualizar uniendo un fluoróforo , como la fluoresceína , al anticuerpo.
El encapsulamiento solo ocurre en células móviles y, por lo tanto, se cree que refleja una propiedad intrínseca de cómo se mueven las células. Es un proceso que depende de la energía y en los linfocitos es inhibido parcialmente por la citocalasina B (que altera los microfilamentos ), pero no se ve afectado por la colchicina (que altera los microtúbulos ). Sin embargo, una combinación de estos medicamentos elimina el encapsulamiento. Una característica clave del encapsulamiento es que solo las moléculas que están reticuladas se encapsulan: otras no.
La formación de la capa se considera ahora como algo estrechamente relacionado con los experimentos de partículas de carbono de Abercrombie . [2] En este caso, los fibroblastos que se arrastraban se mantuvieron en un medio que contenía partículas de carbono pequeñas (de aproximadamente 1 micrómetro de tamaño). En ocasiones, estas partículas se adhirieron al borde delantero de estas células: cuando lo hicieron, se observó que las partículas se movían hacia atrás en la superficie dorsal de la célula. Lo hicieron en una línea aproximadamente recta, con la partícula permaneciendo inicialmente estacionaria con respecto al sustrato. La célula parecía rezumar hacia adelante debajo de la partícula. En vista de lo que sabemos sobre la formación de la capa, este fenómeno ahora se interpreta de la siguiente manera: la partícula presumiblemente está pegada a muchas moléculas de la superficie, entrecruzándolas y formando un parche. Al igual que en la formación de la capa, la partícula se mueve hacia la parte posterior de la célula.
Abercrombie pensaba que la partícula de carbono es un marcador en la superficie celular y su comportamiento refleja lo que está haciendo la superficie. Esto lo llevó a proponer que, a medida que una célula se mueve, la membrana de los depósitos internos se agrega en la parte delantera de la célula, lo que permite que la célula se extienda hacia adelante, y se recupera hacia la parte trasera de la célula. Este proceso de exocitosis en la parte delantera de la célula y endocitosis en otras partes ha sido modificado por Bretscher . [3] [4] [5] Él y Hopkins [6] demostraron que la membrana específica endocitada por las fosas recubiertas en las células móviles es devuelta por exocitosis a la superficie celular en el borde delantero. La diferencia espacial entre los sitios de exocitosis (en la parte delantera) y endocitosis (en todas partes de la superficie) conduce a un flujo de la matriz de la membrana plasmática (lípidos) desde el frente hacia la parte trasera. Los objetos grandes, como las manchas, serían arrastrados por este flujo, mientras que las moléculas pequeñas no reticuladas podrían difundirse mediante el movimiento browniano contra el flujo y así evitar ser arrastradas hacia atrás. De ahí la necesidad de la reticulación en esta teoría. Bretscher propuso que en las células estacionarias la exocitosis es aleatoria y, por lo tanto, una diferencia importante entre las células móviles y las inmóviles.
Una visión alternativa es que los parches se desplazan hacia la parte posterior de la célula mediante la unión directa al citoesqueleto de actina . [7] El mecanismo molecular que explica cómo se podría lograr esto no está claro, ya que, cuando los glicolípidos o las proteínas unidas a GPI (en la monocapa externa de la bicapa superficial de la célula) se entrecruzan, forman una capa, al igual que cualquier proteína de superficie. Como estas moléculas no pueden interactuar directamente con el citoesqueleto de actina citoplasmático, este esquema parece poco probable.
Un tercer esquema, de De Petris, [8] sugiere que una célula móvil rastrilla continuamente su superficie de adelante hacia atrás: todos los agregados (pero no las moléculas no reticuladas) atrapados en los dientes del rastrillo se mueven hacia la parte posterior de la célula. En este esquema, no se especifica la naturaleza de los dientes del rastrillo, pero podrían ser, por ejemplo, integrinas de superficie que a menudo actúan como los pies de la célula para unirla al sustrato. La fuerza necesaria para rastrillar la superficie podría ser proporcionada por el citoesqueleto de actina.
Un cuarto esquema, de Hewitt, [9] sugiere que las células móviles tienen ondas hacia atrás en sus superficies: parches, pero no moléculas individuales, quedan atrapados en estas ondas y, por lo tanto, se mueven hacia la parte posterior de la célula.