La revista Science publica este jueves los resultados de una pionera investigación en la que participan dos investigadores de la Universidad de Zaragoza: el predoctoral Jorge Escribano y el catedrático de Ingeniería Mecánica José Manuel García-Aznar, ambos miembros del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A). Las conclusiones de su trabajo podrían ayudar a entender los movimientos de las células tumorales al iniciar procesos metastásicos, aunque también a explicar y fomentar la capacidad regenerativa de las células.

Ambos colaboran en una investigación liderada por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) en la que se ha demostrado que varios tipos de células se sienten atraídas por las zonas más rígidas de los tejidos. Esto rompe de lleno con la visión tradicional, la que hasta ahora defendía que el movimiento celular se guía, principalmente, por variaciones en la concentración química de proteínas y iones.

En el año 2000, investigadores de la Boston University y de la University of 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 ese 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.

Interacción entre las células

"Es un ejemplo de lo que llamamos Inteligencia Colectiva: un grupo puede llevar a cabo una tarea que sus individuos aislados son incapaces de realizar", explica Xavier Trepat, investigador del instituto catalán y director del estudio. "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 se transmiten información entre ellas por medio de fuerzas.

El grupo de investigadores, que también incluye miembros de la Universidad de Barcelona (UB), la Universidad Politécnica de Cataluña BarcelonaTech (UPC) y el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER-BBN y CIBERES), además de los de la Universidad de Zaragoza, desarrolló nuevas técnicas para crear biomateriales con variaciones de rigidez. Gracias a estos materiales pudieron observar que los grupos de células se movían preferentemente hacia las zonas más rígidas. Cuanto mayor era el grupo, más eficiente era el movimiento, mientras que las células individuales eran incapaces de encontrar por sí solas 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. Este fenómeno se conoce como durotaxis colectiva.

Nuevas vías de investigación en cáncer

"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", afirma Trepat. "Las cicatrices también son tejidos más rígidos que su entorno. Creemos 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".

El artículo publicado este jueves en la revista Science lo firman los investigadores Raimon Sunyer, Vito Conte, Jorge Escribano, Alberto Elosegui-Artola, Anna Labernadie, Leo Valon, Daniel Navajas, José Manuel García-Aznar, José J. Muñoz, Pere Roca-Cusachs y Xavier Trepat.