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Miércoles 28 agosto de 2019 | Publicado a las 18:25
Científicos chilenos revelan nuevo mecanismo que explica por qué se mueven las células
Por Camilo Suazo
La información es de Comunicado de Prensa
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El movimiento de las células durante nuestro desarrollo embrionario es fundamental para comprender cómo se establecen nuestros tejidos y órganos y, en consecuencia, cómo surge la forma en los seres vivos.

Por eso, conocer los mecanismos en que las células se organizan en este proceso de formación inicial y explicar las leyes que hacen que éstas se muevan en grupo hacia un lado y no hacia otro es crucial para entender nuestros orígenes y de paso, también, el origen y progresión de otros procesos como la de afecciones patológicas como el cáncer, donde las células también realizan movimientos migratorios para colonizar otros órganos.

De all√≠ la importancia del descubrimiento que acaba de realizar un equipo multidisciplinario del N√ļcleo Milenio F√≠sica de la Materia Activa, que revela, por primera vez, las leyes f√≠sicas que explican por qu√© ciertas c√©lulas embrionarias se mueven hacia los bordes de otras c√©lulas m√°s grandes, en un per√≠odo previo a que ambas entren al proceso de diferenciarse para crear √≥rganos o tejidos.

La investigaci√≥n, donde participaron f√≠sicos y bi√≥logos, se realiz√≥ por m√°s de un a√Īo con estudios in vivo con embriones de peces anuales (killi), que son muy comunes en los acuarios y tienen la ventaja de que sus embriones son transparentes y tienen pocas c√©lulas embrionarias y de gran tama√Īo, lo que permite a los investigadores observar m√°s claramente sus movimientos al microscopio.

‚ÄúEs importante saber c√≥mo y hacia d√≥nde se mueven las c√©lulas, pues su correcto posicionamiento en las etapas embrionarias permite que se generen adecuadamente los distintos √≥rganos del cuerpo. En nuestro trabajo mostramos que la f√≠sica -en este caso, la teor√≠a de la elasticidad y de la materia activa- permiten entender ese movimiento‚ÄĚ, dice Rodrigo Soto, director del N√ļcleo Milenio y acad√©mico del Departamento de F√≠sica de la Facultad de Ciencias F√≠sicas y Matem√°ticas (FCFM) de la Universidad de Chile.

La investigación

En 2017, los bi√≥logos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, German Reig y Miguel Concha, y el f√≠sico de la FCFM, N√©stor Sep√ļlveda, estudiaron el pez anual (killifish) en etapa de embri√≥n y descubrieron que ten√≠a dos tipos de c√©lulas: unas grandes con forma hexagonal que formaban un tejido epitelial (como una piel) y unas m√°s chicas que se mov√≠an sobre ellas y que lo hac√≠an, preferentemente, hacia los bordes de las grandes.

Un a√Īo despu√©s, los f√≠sicos del N√ļcleo Milenio F√≠sica de la Materia Activa, Susana M√°rquez y Rodrigo Soto, se unieron a los investigadores para buscar una explicaci√≥n a dicho movimiento, sumando a los experimentos biol√≥gicos, simulaciones computaciones desde la f√≠sica te√≥rica. El resultado es la investigaci√≥n que ser√° publicada en la pr√≥xima edici√≥n de la revista Physical Biology y donde proponen que en esta organizaci√≥n celular temprana operar√≠a un nuevo mecanismo al que llamaron ‚Äúestirotaxis‚ÄĚ.

‚ÄúLo que vimos es que las c√©lulas grandes de los embriones de este pez est√°n tensionadas (estiradas) por su propia acci√≥n. Entonces las chicas se mueven sobre un tejido estirado. Se sab√≠a que las c√©lulas chicas son capaces de medir qu√© tan r√≠gido es el sustrato en que est√°n y que se mueven preferentemente hacia donde es m√°s r√≠gido”, explic√≥ Rodrigo Soto.

“En este estudio, mostramos, primero, que un tejido estirado se vuelve m√°s r√≠gido, por lo que las c√©lulas chicas ser√°n capaces de medir eso y terminar movi√©ndose hacia donde est√° m√°s estirado. Y, segundo, mostramos que lo m√°s probable es que las c√©lulas grandes est√©n m√°s estiradas cerca de sus bordes, lo que explica, por qu√© las c√©lulas chicas se van hacia el borde, pues es la zona m√°s estirada y, por tanto, la m√°s r√≠gida‚ÄĚ, agreg√≥.

‚ÄúLo que hacemos es proponer la existencia de un mecanismo similar a uno ya conocido -llamado durotaxis-, pero donde las c√©lulas en lugar de migrar hacia zonas m√°s duras, migran hacia zonas m√°s estiradas”, profundiz√≥ Susana M√°rquez, egresada de mag√≠ster en F√≠sica del N√ļcleo Milenio y l√≠der del estudio.

Postulamos que los fen√≥menos de migraci√≥n celular, donde las c√©lulas se desplazan guiadas por se√Īales mec√°nicas, pueden ser casos de ‚Äúestirotaxis‚ÄĚ, y no s√≥lo de durotaxis. Esto es porque las c√©lulas ‚Äúsienten‚ÄĚ la dureza aparente, pero √©sta no s√≥lo depende de la dureza del material, sino que tambi√©n del grosor y de estiramiento de √©stos‚ÄĚ, a√Īadi√≥.

Células madre y cáncer

Miguel Concha, investigador adjunto del N√ļcleo Milenio F√≠sica de la Materia Activa, acad√©mico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile y cient√≠fico del Instituto Milenio de Neurociencia Biom√©dica (BNI), dice que el movimiento es una propiedad de comportamiento de la c√©lula que es central para el desarrollo y que, aunque todas c√©lulas tienen la capacidad de moverse, ‚Äúeste movimiento tiene que ser dirigido”.

“Entender c√≥mo ese movimiento se dirige es importante, porque en el desarrollo embrionario, nos permite entender c√≥mo se genera la forma en el embri√≥n. Y saber c√≥mo ello ocurre nos permite entender nuestros or√≠genes, es decir, c√≥mo pasamos de una c√©lula a ser individuos con un organismo, con √≥rganos y tejidos‚ÄĚ, enfatiz√≥.

Pero eso no es todo. Concha indica que ampliar el conocimiento en los movimientos migratorios de las células permite entender también cómo el cuerpo repara las heridas o cómo el cáncer se propaga, ya que ambos procesos incluyen movimientos celulares.

Asimismo, agrega, abre las posibilidades a nuevas aplicaciones en la medicina del futuro, ‚Äúpues los mecanismos que estamos estudiando en los embriones, son los mismos que se est√°n usando para crear c√©lulas madre para producir tejidos y √≥rganos que permitan curar enfermedades o realizar trasplantes‚ÄĚ.

En ese sentido, el doctor Concha dice que la física ha permitido entregar herramientas nuevas a una investigación que hasta hace poco se hacía sólo con la experimentación biológica en laboratorio. Una mirada que comparte Susana Márquez.

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