Un estudio liderado por el IBEC describe el desarrollo de un método innovador para controlar la formación de estructuras similares a las criptas y vellosidades del intestino mediante una técnica de impresión de proteínas por contacto. Este modelo permitirá estudiar en detalle procesos clave como la regeneración celular o las alteraciones vinculadas a enfermedades como el cáncer y los trastornos inflamatorios crónicos.
El método desarrollado por el grupo de Sistemas Biomiméticos para Ingeniería Celular del IBEC se basa en la impresión de patrones definidos de proteínas clave, como Wnt3a y EphrinB1, sobre una membrana basal. Estas proteínas son esenciales para la organización y diferenciación del tejido epitelial intestinal. Gracias a esta técnica, los investigadores lograron controlar cómo y dónde se forman estructuras como las criptas y vellosidades intestinales. Además, el sistema permite estudiar el papel de cada una de estas proteínas de manera individual y controlada.
Lo que conseguimos con nuestro método, basado en la de impresión de proteínas por contacto, es controlar cómo y dónde se forman estas estructuras intestinales.
Jordi Comelles
“Las células con las que trabajamos se autoorganizan en compartimentos diferenciados que replican con precisión las estructuras intestinales. Lo que conseguimos con nuestro método, basado en la de impresión de proteínas por contacto, es controlar cómo y dónde se forman estas estructuras. Lo hacemos disponiendo estas proteínas en patrones específicos, como círculos o agujeros”, explica Jordi Comelles, investigador sénior del IBEC, profesor asociado en la Universidad de Barcelona (UB) y coautor del estudio.
Esta innovadora metodología permite, además, analizar individualmente los factores implicados en la organización y funcionamiento del intestino, desvelando su papel en procesos clave como la proliferación y diferenciación celular. “Hemos observado, por ejemplo, que el Wnt3a exógeno puede reducir la producción del mismo factor a nivel endógeno, lo que abre nuevas posibilidades para manipular estas vías de señalización”, añade Comelles.
Este modelo nos permitirá estudiar en detalle procesos clave como la regeneración celular o las alteraciones vinculadas a enfermedades como el cáncer y los trastornos inflamatorios crónicos.
Elena Martínez
Este enfoque permite controlar cómo las células intestinales se agrupan, dependiendo del tamaño y la disposición de los patrones de Wnt3a. “Nuestro objetivo era crear un sistema que refleje de forma más fiel las condiciones del tejido intestinal humano. Este modelo nos permitirá estudiar en detalle procesos clave como la regeneración celular o las alteraciones vinculadas a enfermedades como el cáncer y los trastornos inflamatorios crónicos”, señala Elena Martínez Fraiz, investigadora principal del IBEC, profesora agregada de la UB y líder del estudio.
Por otro lado, el equipo utilizó modelos computacionales para simular las interacciones entre las vías de señalización, obteniendo una visión más detallada de los procesos implicados en la organización celular. Este avance no solo mejora nuestra comprensión de la biología intestinal, sino que también ofrece nuevas oportunidades para probar medicamentos, estudiar enfermedades en un entorno controlado y desarrollar tratamientos más efectivos.
Este trabajo forma parte de la tesis doctoral desarrollada por Enara Larrañaga en el grupo de Martínez en el IBEC. La investigación ha contado además con la colaboración del grupo de Bioingeniería en Salud Reproductiva del IBEC, liderado por Samuel Ojosnegros; el Centro de Investigación Biomédica en Red – Bioingeniería, Biomateriales y nanomedicina (CIBER-BBN), el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Barcelona y el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona).
Artículo referenciado:
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
