Un hallazgo sobre el movimiento de las células permite mayor comprensión de enfermedades complejas

28/06/2013 - E.P.

El descubrimiento podría ayudar a la ingeniería de tejidos y medicina regenerativa ambos basados en la migración celular

Un nuevo descubrimiento sobre cómo las células se mueven en el interior del organismo puede proporcionar a los científicos información crucial acerca de mecanismos de distintas enfermedades, tales como la propagación del cáncer o la constricción de las vías respiratorias causada por el asma, según un estudio que se publica en la edición digital de la revista Nature Materials.

Dirigido por investigadores de la Escuela de Salud Pública de Harvard (HSPH), en Cambridge, Massachusetts (Estados Unidos), y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), los científicos encontraron que el tipo de células epiteliales que forman barrera, como las células de la piel, se mueven en un grupo, impulsado por las fuerzas tanto de dentro como de cerca las células para llenar los espacios vacantes.

"Estábamos tratando de entender la relación básica entre los movimientos celulares colectivos y las fuerzas celulares colectivas, como podría ocurrir durante la invasión de las células del cáncer, por ejemplo. Pero al hacerlo nos topamos con un fenómeno que fue totalmente inesperado", dijo el autor principal Jeffrey Fredberg, profesor de Bioingeniería y Fisiología en el Departamento de Salud Ambiental y co-investigador principal del Laboratorio Molecular e Integrativo de Dinámica Celular de HSPH.

Biólogos, ingenieros y físicos de HSPH e IBEC trabajaron juntos para arrojar luz sobre el movimiento celular colectivo, ya que juega un papel clave en funciones tales como la cicatrización de heridas, el desarrollo de órganos y el crecimiento de un tumor. Usando una técnica llamada microscopía de estrés en monocapa, midieron las fuerzas que afectan a una sola capa de células epiteliales en movimiento y examinaron la velocidad de las células y la dirección, así como la tracción, es decir, cómo algunas células se tiran o empujan a sí mismas y fuerzan el movimiento colectivo.

Los investigadores encontraron que cuando se coloca un obstáculo en el camino de avance de una célula, en este caso un gel que no proporciona ninguna tracción, las células se trasladan a su alrededor, abrazando fuertemente los lados del gel a medida que pasan. Sin embargo, también encontraron algo sorprendente: que las células, además de seguir adelante, continúan tirando colectivamente hacia el gel, como con anhelo de llenar el espacio vacante, un movimiento que los científicos llamaron "kenotaxis," de las palabras griegas "keno" (vacío) y "taxis" (arreglo), porque parecía que las células estaban tratando de llenar el vacío.

Este nuevo hallazgo podría ayudar a los investigadores a entender mejor el comportamiento de células y evaluar fármacos potenciales para influir en el comportamiento que se produce en una variedad de enfermedades complejas, tales como cáncer, asma, enfermedad cardiovascular, anomalías en el desarrollo y glaucoma.

En carcinomas, por ejemplo, se podría mejorar la comprensión de cómo las células cancerosas migran a través del organismo. La investigación del asma también podría recibir un impulso, ya que los científicos piensan que la migración de las células epiteliales dañadas de los pulmones están involucradas en el estrechamiento las vías respiratorias a causa de la enfermedad.

"La kenotaxis es una propiedad de la colectividad celular, no de una célula individual", dijo Jae Hun Kim, autor principal del estudio. "Fue increíble para nosotros ver que el colectivo celular puede organizarse para rehacerse de forma sistemática en una dirección mientras se mueve de forma sistemática en otra dirección totalmente diferente", concluye este experto.