Un estudi recent de l’IBEC ha descrit com l’orientació per contacte de les cèl·lules no només depèn de la topografia, sinó que també es veu afectada per la rigidesa de l’entorn. El treball ressalta la importància de tenir en compte la rigidesa del substrat com una variable més a l’hora d’estudiar i comprendre en profunditat el desplaçament cel·lular en l’organisme. Aquesta informació és cabdal per entendre multitud de processos fisiològics i patològics associats a la migració cel·lular.
Se sap que, per orientar-se, les cèl·lules poden detectar senyals químics, mecànics, o fins i tot la topografia del seu entorn. A aquest últim cas, se’ l coneix com a orientació per contacte i pot estar determinada per la presència de solcs, crestes o altres patrons de superfície.
Una investigació recent del grup de Sistemes biomimètics per a enginyeria cel·lular de l’IBEC, liderat per Elena Martínez, ha descrit com l’orientació per contacte de les cèl·lules també es veu afectada per la rigidesa de l’entorn. El treball, publicat recentment a la revista científica Materials Today Bio, ressalta la importància de tenir en compte la rigidesa del substrat com una variable més a l’hora d’estudiar els efectes de la topografia en el comportament de les cèl·lules. Aquesta informació és cabdal per entendre múltiples processos fisiològics i patològics associats a la migració cel·lular, com són la creació de nous òrgans durant el desenvolupament embrionari, la resposta immunitària o la propagació de tumors durant la metàstasi.
“Les cèl·lules s’orienten a través de fibres alineades de proteïnes, una mena de raïls que les fan moure en una direcció concreta, com les vies del tren.”
Elena Martínez
“Les cèl·lules s’orienten a través de fibres alineades de proteïnes, una mena de raïls que les fan moure en una direcció concreta, com les vies del tren. Utilitzant aquest tipus de substrats microestructurats podem simular aquests raïls que les cèl·lules utilitzen per migrar en molts processos tant fisiològics com patològics.” Explica Elena Martínez, investigadora principal de l’IBEC i professora de la Universitat de Barcelona.
L’equip d’investigació va comparar el comportament de dues línies cel·lulars de càncer de mama. Una considerada metastàtica -és a dir, que migra- i una altra que no. En el cas de substrats amb una rigidesa elevada, van observar que tots dos tipus de cèl·lules a penes migraven. No obstant, en utilitzar substrats amb una rigidesa menor, més similar a la fisiològica, el comportament de les cèl·lules canviava.
“El que hem vist, és que quan posem les cèl·lules sobre substrats més tous, amb una rigidesa similar a la de teixit sa, no migren. No obstant això, quan augmentem aquesta rigidesa a un punt intermedi, equivalent a la d’un teixit patològic com el que es pot trobar en els tumors, les cèl·lules comencen a migrar de manera molt més eficient, fins i tot aquelles considerades no metastàtiques.” detalla Jordi Comelles, investigador de l’IBEC i primer autor de l’article.
Quan posem les cèl·lules sobre substrats amb una rigidesa equivalent a la d’un teixit patològic, com el que es pot trobar en els tumors, les cèl·lules comencen a migrar de manera molt més eficient, fins i tot aquelles considerades no metastàtiques.”
Jordi Comelles
La majoria dels estudis ja publicats sobre l’orientació per contacte s’havien dut a terme utilitzant materials molt més rígids que els teixits que es troben a l’organisme. Aquesta limitació venia donada per la manca de mètodes de microfabricació que permetessin crear patrons topogràfics en materials tous, amb una rigidesa similar a la dels teixits orgànics. No obstant això, el grup de Martínez va ser capaç de produir un patró de solcs micromètrics en un substrat tou – un gel polimèric- utilitzant un mètode avançat de microfabricació desenvolupat pel mateix grup de recerca.
Article referenciat:
Jordi Comelles, Vanesa Fernández-Majada, Verónica Acevedo, Beatriz Rebollo-Calderon y Elena Martínez. Soft topographical patterns trigger a stiffness-dependent cellular response to contact guidance. Materials Today Bio (2023). DOI: 10.1016/j.mtbio.2023.100593
