Células de epitelio de mama moviéndose hacia la parte más rígida de una superficie. La actina se muestra en rojo, la paxilina verde y los núcleos en azul / IBEC

Las células se mueven en grupo hacia tejidos rígidos

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En un estudio publicado hoy en la revista Science, investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han demostrado que varios tipos de células se sienten atraídas por las zonas más rígidas de los tejidos. El estudio rompe con la visión tradicional, según la cual, el movimiento celular es guiado principalmente por variaciones en la concentración química de proteínas y iones.

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El nuevo fenómeno, llamado durotaxis colectiva, abre nuevas vías para controlar la expansión tumoral y para mejorar la cicatrización de heridas

IBEC / En el año 2000, investigadores de la Boston University y de la University of Massachusetts propusieron por primera vez que la rigidez de un tejido podía guiar el movimiento de células aisladas. No obstante, los estudios experimentales posteriores demostraron que este mecanismo era muy poco eficiente. “Con este nuevo estudio hemos descubierto que cuando las células cooperan entre ellas son capaces de responder a las variaciones de rigidez de los tejidos de forma mucho más eficiente que cuando están aisladas”, dice Raimon Sunyer, primer autor del trabajo.

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La clave es la interacción entre células

“Es un ejemplo de lo que llamamos Inteligencia Colectiva: un grupo puede llevar a cabo una tarea que sus individuos aislados son incapaces de realizar”, explica Xavier Trepat, investigador ICREA en el IBEC y director del estudio. “La clave no está en ninguna propiedad del individuo, sino en su interacción con sus iguales”. En este caso, la interacción es física, las células transmiten información entre ellas por medio de fuerzas.

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Cuanto mayor es el grupo de células, más eficiente es el movimiento
Un grupo de células de epitelio de mama se expande asimétricamente sobre una superficie de rigidez creciente (hacia la derecha de la imagen). Las líneas de colores indican la trayectoria de cada célula (puntos grises) a lo largo de diez horas.

Un grupo de células de epitelio de mama se expande asimétricamente sobre una superficie de rigidez creciente (hacia la derecha de la imagen). Las líneas de colores indican la trayectoria de cada célula (puntos grises) a lo largo de diez horas.

El grupo de investigadores, que también incluye miembros de la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Politècnica de Catalunya BarcelonaTech (UPC), la Universidad de Zaragoza, el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Respiratorias (CIBERES) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), desarrolló nuevas técnicas para crear biomateriales con variaciones de rigidez, y observaron, en estos materiales, que los grupos de células se movían preferentemente hacia las zonas más rígidas. Cuanto mayor era el grupo, más eficiente era el movimiento, y las células individuales eran incapaces de encontrar el camino hacia las zonas más rígidas.

Los investigadores desarrollaron una teoría que explica el fenómeno. “Cada célula aplica una fuerza a su entorno que le permite medir la rigidez local, pero las células necesitan interaccionar físicamente entre ellas para transmitir esta información a nivel global y moverse”, afirma Pere Roca-Cusachs, investigador del IBEC, profesor de la Universidad de Barcelona y co-director del estudio.

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Nuevas vías de investigación en cáncer

“Los tumores son más rígidos que su entorno, así que la durotaxis colectiva puede explicar los mecanismos por los cuales las células tumorales se mueven para iniciar el proceso metastásico”, afirma Trepat. “Las cicatrices también son tejidos más rígidos que su entorno. Creemos que la durotaxis colectiva es un mecanismo clave para explicar cómo las células se mueven para cicatrizar las heridas y cómo podemos controlar este proceso”.

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Artículo de referencia:

Raimon Sunyer, Vito Conte, Jorge Escribano, Alberto Elosegui-Artola, Anna Labernadie, Leo Valon, Daniel Navajas, Jose Manuel Garcia-Aznar, José J Munoz, Pere Roca-Cusachs and Xavier Trepat (2016). Collective durotaxis cell emerges from long-range force intercellular transmission. Science, Vol. 353, Issue 6304, pp. 1157-1161

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