¡NUESTRAS CÉLULAS TIENEN “SUPERPODERES”!

¡NUESTRAS CÉLULAS TIENEN “SUPERPODERES”!

Las células de nuestro cuerpo bien podrían protagonizar una película de superhéroes, pues presentan propiedades súper deformables.

Científicos del Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC) y la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) han descubierto el mecanismo que explica cómo nuestras células pueden deformarse de forma extrema sin romperse. La investigación ha sido impulsada por la Fundación Bancaria “LaCaixa”.

El último estudio publicado por la revista Nature (31 de octubre del 2018) nos desvela el misterio. Las células del cuerpo humano experimentan de forma rutinaria grandes deformaciones. Por ejemplo, el corazón se agranda un 50% al latir, mientras que los pulmones crecen un 20% al ensancharse y contraerse en una respiración profunda. Estas deformaciones pueden ser aún más extremas durante la etapa embrionaria, cuando las células se organizan para dar forma a nuestros órganos. O también, cuándo células cancerígenas invaden tejidos sanos atravesando poros estrechos, durante la metástasis.

DESCUBRIENDO UN NUEVO SUPERPODER

El equipo, dirigido por Marino Arroyo (UPC) y Xavier Trepat (IBEC), ha descubierto una nueva propiedad física de las células, a la que han denominado “superelasticidad activa”. Ésta se trata de una capacidad inusual para soportar deformaciones extremas de hasta un 1.000% sin causar tensión y, por lo tanto, sin peligro de que se rompan.

Durante el estudio, desarrollaron una técnica para someter tejidos epiteliales a deformaciones muy grandes, de hasta cuatro veces su tamaño original. Este tipo de tejidos están formados por finas capas de células que cubren las superficies internas y externas del cuerpo. Fundamentales para la vida, nos protegen de la radiación, de los contaminantes y de los patógenos. También son los responsables del intercambio de gases que se produce durante la respiración en los pulmones, la absorción de nutrientes en el intestino y la excreción de orina en los riñones.

El equipo descubrió, para su sorpresa, que los tejidos epiteliales no se rompieron durante la deformación y recuperaron su tamaño inicial, de manera totalmente reversible, al cesar la tensión. Pero lo menos previsible fue ver cómo algunas células del tejido apenas se deformaban, mientras que otras lo hacían de forma extrema, aumentando su área más de diez veces. Observando un comportamiento mecánico diferente e inusual al que podían esperar.

«La mayoría de los materiales no toleran bien un gran estiramiento. A medida que se van deformando, intentan volver a su estado relajado inicial – como una goma elástica -, pudiendo llegar a romperse cuando la tensión sea muy elevada», ha recordado el catedrático Marino Arroyo.

“¡Estamos hechos de células superheroínas!”

«Todos estamos familiarizados con superhéroes como Ms. Marvel o Los Increíbles, que son capaces de deformar sus cuerpos más allá de los límites humanos. Es divertido pensar que nuestras células también son súper deformables. ¡Estamos hechos de células superheroínas!», ha bromeado Xavier Trepat.

LA CLAVE DE LA SUPERELASTICIDAD

Los autores han identificado los mecanismos a nivel molecular que explican este comportamiento físico. Bautizado como “superelasticidad activa”, este nombre surge de la semejanza con el comportamiento que presentan algunas aleaciones metálicas de alta tecnología utilizadas en aplicaciones médicas, como el nitinol que se usa en los hierros de ortodoncia.

Esta “superelasticidad” sólo se había descrito en algunos materiales utilizados en aplicaciones médicas.

Así, a medida que el tejido se estira, las células que lo componen tienen la habilidad de mantenerse en un estado relajado o bien cambiar hacia un estado superdeformado sin que esto les cause ninguna “molestia”.

MIRANDO AL FUTURO

Según Ernest Latorre (IBEC) «entender este sorprendente comportamiento mecánico de los tejidos epiteliales podría ayudarnos a desarrollar mejores órganos artificiales o nuevas tecnologías biónicas como los órganos-en-un-chip».

“Este descubrimiento podría ayudarnos a desarrollar mejores órganos artificiales”

Los autores del estudio auguran que este avance ayudará a explicar el proceso embrionario y tendrá aplicaciones en la ingeniería de tejidos para conseguir reproducirlos fuera del cuerpo humano y después implantarlos. Sólo el tiempo nos dará la respuesta.

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