Un nuevo estudio, dirigido por investigadores de ingeniería de la Universidad de Minnesota Twin Cities, muestra que la rigidez de las fibras proteicas en los tejidos, como el colágeno, es un componente clave para controlar el movimiento de las células. El descubrimiento revolucionario proporciona la primera prueba de una teoríadesde principios de la década de 1980 y podría tener un gran impacto en los campos que estudian el movimiento celular desde la medicina regenerativa hasta la investigación del cáncer.
La investigación se publica en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América PNAS, una revista científica multidisciplinaria, revisada por pares y de alto impacto.
El movimiento celular dirigido, o lo que los científicos llaman "guía de contacto celular", se refiere a un fenómeno en el que la orientación de las células se ve influenciada por la alineación de las fibras dentro de los tejidos blandos. Las células tienen protuberancias, casi como varios brazos pequeños, que las mueven dentroLas células obviamente no tienen ojos para sentir hacia dónde se dirigen, por lo que los investigadores consideran que comprender los mecanismos por los que alinean su movimiento con las fibras es la última frontera en el control de la migración celular.
"Es como si alguien te dejara caer en una piscina llena de agua y miles de cuerdas delgadas alineadas a lo largo de la piscina y te dijera que nades, y luego apaga las luces", dijo Robert Tranquillo.el investigador principal del estudio y profesor de la Universidad de Minnesota en el Departamento de Ingeniería Biomédica y el Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales. "Extendías los brazos y las piernas para tratar de moverte por el agua y averiguar eldirección usando las cuerdas. "
Las células deben moverse por muchas razones. Deben moverse a los lugares correctos en un embrión en desarrollo para convertirse en los tipos de células correctos. En la cicatrización de heridas, las células de la piel deben ingresar a los coágulos de sangre de manera eficiente para convertir la herida en una cicatriz. YLa investigación muestra que cuando las células cancerosas migran de los tumores sólidos para diseminarse por todo el cuerpo, siguen las huellas de una línea de fibras. En años más recientes, los investigadores han descubierto que la guía de contacto es el mecanismo celular subyacente mediante el cual pueden creartejidos para que la medicina regenerativa vuelva a crecer, repare o reemplace células, órganos o tejidos dañados o enfermos.
"Aunque utilizamos la guía de contacto celular para muchos procesos en mi laboratorio para diseñar tejidos que imiten las válvulas cardíacas y los vasos sanguíneos, la señal que induce el movimiento celular en una red de fibra alineada no ha sido clara para nosotros en todos estos años".dijo Tranquillo, un distinguido profesor de la Universidad McKnight.
En este nuevo estudio destinado a comprender la guía de contacto y mejorar la ingeniería de tejidos, el equipo de Tranquillo se asoció con investigadores de la Universidad de California, Irvine y la Universidad de California, Los Ángeles para probar la resistencia mecánica la rigidez de las fibras en dos diferentesdirecciones en geles de fibras alineadas para ver si ese fue un factor importante en el movimiento celular en lugar de la porosidad de las fibras o la adherencia pegajosidad de las fibras.
"Utilizando un conjunto especial de herramientas que antes no teníamos disponibles, pudimos probar las células de la piel que consideramos un 'caballo de batalla' para desarrollar tejidos diseñados", dijo Tranquillo. "Lo que encontramos es que cuando reticulamos losfibras conectándolas en las intersecciones y aumentó la diferencia en la rigidez en las dos direcciones, pero mantuvo todos los demás factores iguales, las celdas se alinearon mejor. Esto es evidencia de que una diferencia direccional en la resistencia mecánica de la red de fibras influye en la orientación de las celdasy movimiento. "
Esta es la primera vez que alguien ha podido probar un aspecto importante de la teoría de la guía de contacto propuesta por primera vez por Graham Dunn en el King's College de Londres en 1982, dijo Tranquillo.
Los siguientes pasos son estudiar la porosidad y adhesión de las fibras para ver si tienen un impacto en el movimiento celular, así como también estudiar otros tipos de células.
"Este es solo el primer paso para comprender realmente cómo se mueven las células", agregó Tranquillo. "Si podemos aprender más sobre cómo se mueven las células, podría ser un cambio de juego en muchos campos científicos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Minnesota . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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