Un estudi liderat per l’IBEC descriu el desenvolupament d’un mètode innovador per controlar la formació d’estructures similars a les criptes i vellositats de l’intestí mitjançant una tècnica d’impressió de proteïnes per contacte. Aquest model permetrà estudiar en detall processos clau com la regeneració cel·lular o les alteracions vinculades a malalties com el càncer i els trastorns inflamatoris crònics.
El mètode desenvolupat pel grup de Sistemes Biomimètics per a Enginyeria Cel·lular de l’IBEC es basa en la impressió de patrons definits de proteïnes clau, com Wnt3a i EphrinB1, sobre una membrana basal. Aquestes proteïnes són essencials per a l’organització i diferenciació del teixit epitelial intestinal. Gràcies a aquesta tècnica, els investigadors van aconseguir controlar com i on es formen estructures com les criptes i vellositats intestinals. A més, el sistema permet estudiar el paper de cadascuna d’aquestes proteïnes de manera individual i controlada.
El que aconseguim amb el nostre mètode, basat en la d’impressió de proteïnes per contacte, és controlar com i on es formen aquestes estructures intestinals.
Jordi Comelles
“Les cèl·lules amb què treballem s’autoorganitzen en compartiments diferenciats que repliquen amb precisió les estructures intestinals. El que aconseguim amb el nostre mètode, basat en la d’impressió de proteïnes per contacte, és controlar com i on es formen aquestes estructures. Ho fem disposant aquestes proteïnes en patrons específics, com cercles o forats”, explica Jordi Comelles, investigador sènior de l’IBEC, professor associat a la Universitat de Barcelona (UB) i coautor de l’estudi.
Aquesta innovadora metodologia permet, a més, analitzar individualment els factors implicats en l’organització i funcionament de l’intestí, desvetllant el seu paper en processos clau com la proliferació i diferenciació cel·lular. “Hem observat, per exemple, que el Wnt3a pot reduir la producció del mateix factor endògenament cosa que obre noves possibilitats per manipular aquestes vies de senyalització”, afegeix Comelles.
Aquest model ens permetrà estudiar en detall processos clau com la regeneració cel·lular o les alteracions vinculades a malalties com el càncer i els trastorns inflamatoris crònics.
Elena Martínez
Aquest enfocament permet controlar com les cèl·lules intestinals s’agrupen, depenent de la mida i la disposició dels patrons de Wnt3a. “El nostre objectiu era crear un sistema que reflecteixi de forma més fidel les condicions del teixit intestinal humà. Aquest model ens permetrà estudiar en detall processos clau com la regeneració cel·lular o les alteracions vinculades a malalties com el càncer i els trastorns inflamatoris crònics”, assenyala Elena Martínez Fraiz, investigadora principal de l’IBEC, professora agregada de la UB i líder de l’estudi.
D’altra banda, l’equip va utilitzar models computacionals per simular les interaccions entre les vies de senyalització, obtenint una visió més detallada dels processos implicats en l’organització cel·lular. Aquest avenç no només millora la nostra comprensió de la biologia intestinal, sinó que també ofereix noves oportunitats per provar medicaments, estudiar malalties en un entorn controlat i desenvolupar tractaments més efectius.
Aquest treball forma part de la tesi doctoral desenvolupada per Enara Larrañaga en el grup de Martínez a l’IBEC. La investigació ha comptat a més amb la col·laboració del grup de Bioenginyeria en Salut Reproductiva de l’IBEC, liderat per Samuel Ojosnegros; el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa – Bioenginyeria, Biomaterials i nanomedicina (CIBER-BBN), el Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL) de Barcelona i l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona).
Articel referenciat:
Enara Larrañaga, Miquel Marin-Riera, Aina Abad-Lázaro, David Bartolomé-Català, Aitor Otero, Vanesa Fernández-Majada, Eduard Batlle, James Sharpe, Samuel Ojosnegros, Jordi Comelles & Elena Martínez. Long-range organization of intestinal 2D-crypts using exogenous Wnt3a micropatterning. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-55651-7
