Los investigadores han desarrollado una nueva herramienta matemática que puede mejorar nuestra comprensión de lo que sucede cuando las células pierden su polaridad dirección en enfermedades como el cáncer. El resultado es avanzar en nuestra comprensión de cómo el óvulo fertilizado se convierte en un organismo completo.Las formas biológicas, como órganos individuales o un cuerpo entero, pueden reproducirse o mantenerse con gran precisión, al igual que en el desarrollo embrionario o durante la etapa adulta.
Sigue siendo desconocido cómo las células "saben" qué estructuras se forman para reparar el daño tisular :
Los organismos multicelulares pueden desarrollar estructuras altamente complejas que componen sus tejidos u órganos y son capaces de regenerar reproducciones perfectas de estas estructuras después de una lesión. Esto implica el plegado de láminas, formadas por grupos de células en división e interacción. Sin embargo, aunque se entiende muchosobre algunos de los pasos intermedios que ocurren durante el desarrollo y la reparación de tejidos, aún se desconoce exactamente cómo miles de células juntas resuelven qué formas necesitan formar.
Construyendo el modelo matemático :
"En este estudio, queríamos ver cómo las células se organizan en láminas y tubos plegados, y cómo este proceso puede reproducirse con tanta precisión como se ve durante el desarrollo", dice el autor principal Silas Boye Nissen, estudiante de doctorado en el Centro para el vástagoCell Decision Making, StemPhys, Universidad de Copenhague, Dinamarca. "Para responder a esta pregunta, creamos una herramienta matemática que puede modelar dos tipos de polaridades celulares y simular cuántas células se organizan en láminas y órganos plegados".
Los investigadores descubrieron que al cambiar una de dos polaridades en el modelo, podían simular una rica diversidad de formas. Las diferencias en las formas fueron dictadas por dos factores: la disposición inicial de las células y los límites externos, talescomo la forma de un huevo que influye en el desarrollo del embrión en el interior.
Al explorar una multitud de escenarios teóricos en los que se alteraron las polaridades, el modelo pudo reducir el enfoque a algunas teorías para ser probadas experimentalmente. En versiones miniaturizadas de órganos cultivados en el laboratorio llamados organoides, el modelopredijo que el crecimiento rápido y desequilibrado de las células hará que el organoide en crecimiento desarrolle muchos pliegues poco profundos, mientras que la presión externa causada por el medio en los organoides causará menos pliegues, más profundos y más largos. Esto significa que el modelo puede mejorar nuestra comprensión decómo se forman los órganos plegados como el cerebro o el páncreas.
Se aplican pocas reglas simples para la formación de formas biológicas :
"Nuestros hallazgos avanzan nuestra comprensión de cómo las propiedades de las células individuales conducen a diferencias en las formas formadas por miles de células", dice el autor principal, el profesor Kim Sneppen, director del Centro de Modelos de Vida, CMOL, Universidad de Copenhague, y seniorEl coautor Ala Trusina concluye: "Nuestro trabajo sugiere que las partes del cuerpo pueden no necesitar instrucciones detalladas para formarse, sino que pueden surgir a medida que las células siguen algunas reglas simples. Ahora podemos explorar qué sucede si las células ganan o pierden sus polaridades en el momento incorrecto olugar, como suele suceder en el cáncer "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias - Universidad de Copenhague . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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