Una serie de “tornados celulares” esculpen nuestros órganos

A compleja organización espontánea de las células a way of “tornados” to produjo fuerzas que lograron modelar tejidos y órganos: de esta manera, las células van cincelando lentamente la forma de las estructuras internas del cuerpo humano.

Investigadores de la Universidad de Ginebra, en Suiza, han descubierto que las células musculares crean espontáneamente estructuras a tornados similares, que se asemejan a las formaciones observadas en el desarrollo dell’embrión. Estos movimientos espontáneos van derivando, por efecto de diferentes físicas variables, en la forma de nuestros tejidos y órganos: de esta manera, las células forman los pliegues del intestino o los alvéolos de los pulmones, entre muchos otros ejemplos.

Organización Celular Espontánea

Como se generan las múltiples formas de nuestros órganos y tejidos? Si se puede reproducir el mecanismo en un laboratorio? Esas preguntas son las que han intentado responder a los especialistas suizos en la nueva investigación, y al parecer han avanzado considerablemente en el camino para despejar el misterio. En principio, han podido describir el mecanismo ya través de les células se desarrolla en una enorme diversidad de formas en el interior del corazón humano.

De acuerdo a una nota de prensa, los cientificos utilizaron células musculares para hacerlas reproducir espontaneamente formas simples en un plato. En el experimento, los investigadores observaron que las celulas se autoorganizan rápidamente, alineándose en la misma dirección. Si crea un movimiento circular alrededor de un vórtice, que al orientar a las células les permite unir fuerzas y conformar una protuberancia.

La protuberancia cilíndrica se mantiene por las fuerzas colectivas de rotación que producen las células en su conjunto, creando un efecto similar al de un tornado. En consecuencia, la formación de estos “tornados celulares”; constitución de un mecanismo de morfogénesis expontánea, o sea la creación de formas y partir de las propedades únicas de los ensamblajes multicelulares. Los resultados del nuevo estudio se publicaron en la revista Nature Materials.

Video: un equipo de la Universidad de Ginebra ha demostrado que las células se autoorganizan para general las fuerzas que modelan las formas de nuestros tejidos y órganos. Crédito: Universidad de Ginebra (UNIGE) / YouTube.

Formas unicas que permiten la vida

Para llevar adelante la investigación, los especialistas partieron de algunos conocimientos previos. Sabían, por ejemplo, que cuando se restringe la actividad o el espacio entre las células, estas se ordenan y adoptan espontáneamente struttamientos colectivos. Una interacción multicelular dinámica y exclusiva: no existe una sola escala celular. En el mismo tiempo, querrían verificar si uno de esos comportamientos colectivos fuera la adopción de formas particulares por parte de un tejido multicelular.

Además de comprobar esta hipótesis, lograron constatar que las células no escapan a las leyes de la física. Por el contrario, están sujetas a las mismas limitaciones que todos los materiales, pero las explotan para concentrar sus fuerzas y crear formas que solo pueden apreciarse en los organismos vivos. En el my, los científicos también creen que es la autoorganización espontánea sin regulación bioquímica podría ser la etapa inicial en la formación de protuberancias en el embrión.

Incluso, mecanismos similares controlan la organización de las propias células y determinan la forma que adoptan. Frente a esto, los investigadores buscarán analizar en nuevos estudios ejemplos simples de embriones, para compararlos con modelos teóricos y experimentos in vitro, intenten comprender los diferentes procesos que regulan la formación de la estructura interna. Al parecer, son las propias células y su dinámica las que terminan “diseñando” las formas de los órganos vitales.

Referencia

Los defectos topológicos enteros organizan las tensiones que impulsan la morfogénesis del tejido. Guillamat, P., Blanch-Mercader, C., Pernollet, G. et al. Materiales naturales (2022). DOI: https: //doi.org/10.1038/s41563-022-01194-5