Descubren movimientos celulares que ayudarán a comprender el proceso de metástasis

Las células se mueven en grupo hacia los tejidos rígidos y en su movimiento no solo intervienen factores químicos, como se creía hasta ahora, sino también mecánicos, según revela un estudio, que abre una vía de investigación para comprender los procesos de metástasis y mejorar la cicatrización de heridas. Este fenómeno, llamado durotaxis colectiva, ha sido inoformado por fuentes de la Universidad de Zaragoza, que participa en este estudio, liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).

La durotaxis colectiva y que publica la revista Science, ayudará a entender cómo se mueven las células cancerígenas en el entorno de un tumor e incluso el proceso hasta que se origina una metástasis, han informado fuentes de la Universidad de Zaragoza, que participa en este estudio, liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).

Este descubrimiento también ayudará a entender el movimiento celular en la cicatrización de heridas, lo que permitirá llegar incluso a acelerarlo. José Manuel García Aznar, uno de los dos ingenieros mecánicos del Instituto de Investigación en Ingeniería (I3A) de la Universidad de Zaragoza, junto a Jorge Escribano Jiménez, han desarrollado durante dos años un modelo matemático que permite entender este fenómeno.

Para ello, crearon un modelo que simula el movimiento colectivo de las células hacia las zonas rígidas, basándose en un modelo de equilibrio de fuerzas mediante simulación por ordenador.

En el año 2000, investigadores de las universidades de Boston y de 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.

Por su parte, el director del estudio, Xavier Trepat, ha explicado que este fenómeno es un ejemplo de inteligencia colectiva, en el sentido de que un grupo puede llevar a cabo una tarea que sus individuos aislados son incapaces de realizar. "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.

Cuanto mayor es el grupo de células, más eficiente es el movimiento, según las fuentes. El grupo de investigadores también incluye miembros de la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Politècnica de Catalunya BarcelonaTech (UPC) y el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER-BBN y CIBERES).

Este equipo 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.

"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", ha selañalado Trepat.

El investigador ha explicado que "las cicatrices también son tejidos más rígidos que su entorno", así, creen con este estudio 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".