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LA RIOJA
Sábado, 26 de junio 2021, 02:00
Científicos del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han llevado a cabo una investigación que ha medido, por primera vez, las fuerzas celulares en mini intestinos de laboratorio, descubriendo cómo se pliega y se mueve la pared interior de este órgano vital para los humanos.
El estudio, publicado en la prestigiosa revista 'Nature Cell Biology', también abre las puertas, según sus autores, a entender, en condiciones reproducibles y reales, las bases de enfermedades como el cáncer, la celiaquía o la colitis, en la que hay un descontrol en la multiplicación de las células madre o una desestructuración de los pliegues. Pero no solo eso, ya que también permitirá encontrar soluciones a las patologías intestinales a través del desarrollo de nuevas terapias.
Y es que el intestino humano está formado por más de 40 metros cuadrados de tejido, con multitud de pliegues en su superficie interna que recuerdan a valles y cimas montañosas, para conseguir, entre otros objetivos, aumentar la absorción de los nutrientes. Tiene la particularidad de estar en constante renovación, lo que implica que aproximadamente cada cinco días se renuevan todas las células de su pared interna para garantizar el correcto funcionamiento intestinal.
Hasta ahora se sabía que esta renovación era posible gracias a las células madre que se encuentran protegidas en los llamados criptas o valles intestinales, y que dan lugar a nuevas células diferenciadas. Sin embargo, se desconocía el proceso que lleva a la forma cóncava de las criptas y a la migración de las nuevas células hacia las cimas intestinales.
Y ahora, un equipo internacional liderado por Xavier Trepat, investigador y profesor en el IBEC, en colaboración con el IRB, investigadores de las universidades de Barcelona y Politécnica de Cataluña, y junto con el Instituto Curie en París, ha descifrado el mecanismo por el cual las criptas adoptan y mantienen su forma cóncava, y cómo ocurre el movimiento de migración de las células hacia las cimas, sin que el intestino pierda su característica forma de pliegues.
El trabajo, financiado en parte por la Fundación 'la Caixa', combina modelización por ordenador con experimentos con organoides intestinales de células de ratones, y muestra que es posible gracias a las fuerzas mecánicas ejercidas por las células.
Utilizando células madre de ratón y técnicas de bioingeniería y mecanobiología, los investigadores han desarrollado mini intestinos, organoides que reproducen la estructura tridimensional de valles y cimas recreando las funciones del tejido in vivo. Y utilizando tecnologías de microscopia desarrolladas en el mismo grupo han desarrollado, por primera vez, experimentos en alta resolución que han permitido obtener mapas en 3D mostrando las fuerzas ejercidas por cada célula.
Con este modelo in vitro los investigadores han demostrado que el movimiento de las nuevas células hacia la cima del intestino también está controlado por fuerzas mecánicas ejercidas por las células, concretamente por el citoesqueleto, una red de filamentos que determina y mantiene la forma celular.
«Con este sistema hemos descubierto que la cripta es cóncava porque las células tienen más tensión en su superficie superior que en la inferior. Cuando eso ocurre en varias células, unas al lado de otras, el resultado es que el tejido se dobla, dando lugar a un relieve de valles y cimas», explica el investigador Carlos Pérez-González. De hecho, y al contrario de lo que se creía hasta ahora, «hemos podido determinar que son las células de la cima las que tiran de las nuevas para que suban, como un alpinista que ayuda otro a subir tirando de él», añade Gerardo Ceada, co-primer autor y becado por 'la Caixa' para realizar su doctorado en el IBEC.
Además, y según los autores, los organoides de intestino se pueden fabricar con células humanas y ser empleadas para desarrollar nuevos fármacos o estudiar la microbiota intestinal.
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