41. visualización de la superficie de membrana de líneas celulares ...

VISUALIZACIÓN DE LA SUPERFICIE DE MEMBRANA DE LÍNEAS
CELULARES DE CÁNCER DE MAMA POR MICROSCOPIA DE FUERZA
ATÓMICA (AFM)
Carlos Lara-Cruz 1, 2, * , Melina Tapia-Tapia 1 , Leticia González-Núñez 2 , Pablo Damián-
Matsumura 2 y Nikola Batina 1 .
1 Laboratorio de Nanotecnología e Ingeniería Molecular, Departamento de Química, CBI, 2 Laboratorio de
Endocrinología Molecular, Departamento de Biología de la Reproducción, CBS, Universidad Autónoma
Metropolitana-Iztapalapa (UAM-I)
*carritro@gmail.com
RESUMEN
El estudio de la superficie de la membrana plasmática en células cancerosas ha sido de relevante importancia para
entender parte de los procesos que ocurren en estas células. En la actualidad se emplean diversas técnicas de
microscopía óptica para caracterizarla, pero debido a su baja resolución se obtienen imágenes que proporcionan
información limitada sobre la morfología de su superficie [1]. Por otro lado, las técnicas de microscopía electrónica
presentan mayor resolución, pero requiere de preparaciones muy complejas que pueden destruir a la célula antes de
su observación [2]. La microscopia de fuerza atómica (AFM) representa una herramienta nueva capaz de realizar
análisis de la superficie de la membrana celular, a nivel nanométrico, al generar imágenes de alta resolución en tres
dimensiones [3].
En el presente trabajo se visualizó la topología de superficie de la membrana plasmática, en la zona perinuclear, de
líneas celulares de carcinoma mamario, una tumorogenica (MCF-7) y otra metastasica (MDA-MB-23) con AFM en
modo “Tapping”. Estas células fueron cultivadas al 30% de confluencia sobre placas de vidrio (1 cm 2 ), con una
monocapa de oro en la superficie, misma que sirvió como sustrato, y se fijaron a través de deshidratación en
alcoholes graduales. Se obtuvieron imágenes donde se observaron diferencias morfológicas evidentes entre la
superficie de la membrana plasmática las líneas celulares estudiadas. En el análisis de 5 µm 2 de área de barrido, las
células MCF-7 presentan mayor cantidad de crestas y zonas de bajo relieve, a diferencia de la superficie de las
células MDA-MB-231 donde se percibe mayor homogeneidad (Figura 1). Cuando se realizó el análisis en un área de
barrido de 1 µm 2 , se observaron numerosos orificios en la superficie membranal de la célula MDA-MB-231, con un
orden geométrico definido (Figura 2), semejantes a los porosomas reportados [4]. En esta misma resolución, sobre la
superficie de células MCF-7 se visualizaron estructuras hexaméricas regulares semejantes a complejos de proteínas
con funciones de receptor [5]. Las imágenes obtenidas por AFM proporcionan información sobre las diferencias
morfológicas y porosidad de la membrana plasmática de las células de carcinoma mamario reportadas por vez
primera en resolución nanométrica, y abren la oportunidad de desarrollar nuevas estrategias que permitan la
identificación de estructuras proteicas en la superficie de la membrana plasmática de células cancerosas empleando
técnicas de marcaje molecular.
Palabras Claves: Membrana plasmática, Microscopía de Fuerza Atómica, células de carcinoma mamario, superficie
de la membrana plasmática, topología, morfología.

A B
Figura 1. Imágenes en 3D a alta resolución por AFM de la superficie de la membrana plasmática de células
MCF-7 (A) y MDA-MB-231 (B) en un área de barrido de 5 µm 2 . Las zonas claras representan la altura,
mientras que las zonas obscuras representan mayor profundidad.
Figura 2. Barrido de 1 µm 2 y 1.2 µm 2 de la superficie de la membrana plasmática de MCF-7 (A) y MDA-MB-
231 (B) en 3D y análisis morfométrico cuantitativo sobre la superficie de la membrana. Las flechas indican la
presencia de poros en la membrana.
A B

MCF-7
Figura 3. Imagen a alta resolución por AFM de la membrana plasmática de MCF-7 en modo de altura en un área de
barrido de 1 µm 2 que muestra la presencia de un posible receptor de membrana (círculos punteados y enumerados).
AGRADECIMIENTOS
Al Proyecto SEP-CONACYT (CB-2006-1-61242): “Nanotecnologia para medicina y biología: estudio de
caracterización de células por AFM y STM”.
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Al proyecto de investigación multidiciplinaria, acuerdo 13/2007 del rector general de la UAM: “Análisis
nanométrico de proteínas de la membrana plasmática de células de cáncer, caracterización del receptor erbB2”.
BIBLIOGRAFIA
[1] Osborne K., et. al., Breast Cancer Research and Treatment, 1 (1981) 37-41
[2 ]Sato T., Kwon C., Miyake H., Taniguchi T. and Maeda E., Plant production science. 4 (2001) 145-150.
[3] Sokolov I., “Atomic Force Microscopy in Cancer Cell Research”, in Cancer Nanotechnology – Nanomaterials for
Cancer Diagnosis and Therapy (eds by Hari Singh Nalwa, Thomas Webster ) 2007, 49-53.
[4] Jena B., Journal of Endocrinology, 176 (2003) 169–174.
[5] Liang Y., Fotiadis D., Filipek S., Saperstein D., Palczewski K., and Engel A., J Biol Chem, 13 (2003) 21655–
21662.

a) Tema: CIENCIAS BIOLÓGICAS, MEDICINA Y FORENSE (Biología Celular)
b) Coautores
Carlos Lara-Cruz. Estudiante de la Licenciatura en Biología Experimental. División de Ciencias Biológicas y de la
Salud (DCBS), Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa (UAM-I). Av. San Rafael Atlixco No. 186,
Col. Vicentina, Del. Iztapalapa, C.P. 09340. México, D.F., MÉXICO. Tel. +52 (55) 8502 4568, carritro@gmail.com
M. en C. Melina Tapia-Tapia. Estudiante del Doctorado en Biología Experimental. Laboratorio de Nanotecnología
e Ingeniería Molecular, DCBI. UAM-I. Tel. +52 (55) 8502 4568. melit1@yahoo.com
M en BE Leticia González-Núñez. Estudiante del Doctorado en Biología Experimental. Departamento de Biología
de la Reproducción, DCBS, UAM-I. Tel. +52 (55) 5804-4700 ext 2722. gleti@yahoo.es
Dr. Pablo Damián-Matsumura. Profesor-Investigador, titular C. Laboratorio de Endocrinología Molecular,
Departamento de Biología de la Reproducción, DCBS, UAM-I. Tel. +52 (55) 5804-4700 ext 2722. Fax: +52 (55)
5804-4930. pgdm@xanum.uam.mx
Dr. Nikola Batina. Profesor-Investigador, titular C. Laboratorio de Nanotecnología e Ingeniería Molecular, Depto.
de Química, DCBI, UAM-I. Tel. +52 (55) 8502 4568, Fax: +52 (55) 5804-4666. bani@xanum.uam.mx
c) Preferencia entre presentación oral o cartel: CARTEL