Fins el moment, la major part de la recerca dedicada a com es dóna aquesta migració s’ha fet amb cèl·lules individuals. En estudiar un conjunt de cèl·lules migratòries – en aquest cas, cèl·lules de la superfície del ronyó – els científics varen descobrir que el seu moviment com a grup – la ralentització de la migració en augmentar la densitat cel·lular, i el moviment de les cèl·lules més ràpides en grans grups que augmenten la seva mida en augmentar la densitat cel·lular – és similar a un procés anomenat transició vítria.
El vidre és, per definició, un sòlid no cristal·lí que passa de ser trencadís a fondre’s quan s’escalfa, i a l’inrevés quan es refreda: d’aquest procés se’n diu transició vítria. Això també els succeeix a polímers com els plàstics, i segueix essentés un dels grans problemes sense resoldre de la física. “Els nostres resultats ofereixen una analogia sorprenent,” diu en Xavier. “S’havia predit que a partir de certes escales temporals, els teixits podrien actuar com fluids. El que hem trobat mostra que si la densitat cel·lular està per sota de certa xifra, les cèl·lules confluents (cèl·lules que es mouen juntes) sí que es desplacen com un fluid. En canvi, a mesura que la densitat cel·lular augmenta, la dinàmica de les cèl·lules es ralentitza progressivament, tal i com fan les molècules de d’un vidre quan es refreda.”
“Com que les nostres cèl·lules mostren una transició vítria, gairebé podríem dir que estem fets de vidre!”
Els autors de l’article, encapçalats pels investigadors de Harvard Thomas Angelini i David Weitz, diuen que aquest nou coneixement ofereix un marc per comprendre les dinàmiques col·lectives de la cicatrització de ferides. “Un comportament similar al del vidre per part de les cèl·lules confluents té implicacions directes en la migració col·lectiva i els seus propòsits,” explica en Xavier, la recerca del qual dins de l’IBEC està parcialment finançada pel prestigiós Institut Català per la Recerca i els Estudis Avançats (ICREA). “En la cicatrització, per exemple, en la qual grans grups de cèl·lules són separades d’un teixit cohesiu, la densitat cel·lular és nul·la en les vores de la ferida, i les cèl·lules migren ràpidament cap al centre per reomplir-la. Els nostres resultats apunten a que aquesta dràstica reducció de la densitat cel·lular és anàloga a una reducció localitzada de la densitat de partícules en els vidres col·loïdals, o anàloga a un augment localitzat de la temperatura en els vidres moleculars, creant una regió ‘fosa’ de la capa cel·lular danyada.
“El nostre proper pas serà explorar l’analogia entre les cèl·lules i els sistemes vitris. Estudiarem malalties greus en les quals la densitat cel·lular juga un paper central; per exemple, en moltes formes de càncer els tumors presenten una densitat cel·lular més gran que el teixits que els envolten. Els nostres resultats poden ajudar a comprendre la dinàmica de les cèl·lules tumorals i els mecanismes físics que usen per separar-se del tumor i metastatitzar.”
—
Font: Thomas E. Angelini, Edouard Hannezo, Xavier Trepat, Manuel Marquez, Jeffrey J. Fredberg, and David A. Weitz (2011).
Glass-like dynamics of collective cell migration. PNAS, doi:10.1073/pnas.1010059108
