Hasta el momento, la mayor parte de la investigación dedicada a cómo se da esta migración se ha hecho con células individuales. Al estudiar un conjunto de células migratorias – en este caso, células de la superficie del riñón – los científicos descubrieron que su movimiento como grupo – la ralentización de la migración al aumentar la densidad celular, y el movimiento de las células más rápidas en grandes grupos que aumentan su tamaño al incrementarse la densidad celular – es similar a un proceso llamado transición vítrea.
El vidrio es, por definición, un sólido no cristalino que pasa de ser quebradizo a fundirse cuando se calienta, y al revés cuando se enfría: este proceso se llama transición vítrea. Esto también les sucede a polímeros como los plásticos, y sigue siendo uno de los grandes problemas sin resolver de la física. “Nuestros resultados ofrecen una analogía sorprendente,” dice Xavier. “Se había predicho que a partir de ciertas escalas temporales, los tejidos podrían actuar como fluidos. Lo que hemos encontrado muestra que si la densidad celular está por debajo de cierta cifra, las células confluentes (células que se mueven juntas) sí que se desplazan como un fluido. En cambio, a medida que la densidad celular aumenta, la dinámica de las células se ralentiza progresivamente, tal y como hacen las moléculas de un vídrio fundido cuando se enfría.”
“¡Como nuestras células muestran una transición vítrea, casi podríamos decir que estamos hechos de vidrio!”
Los autores del artículo, encabezados por los investigadores de Harvard Thomas Angelini y David Weitz, dicen que este nuevo conocimiento ofrece un marco para comprender las dinámicas colectivas de la cicatrización de heridas. “Un comportamiento similar al del vidrio por parte de las células confluyentes tiene implicaciones directas en la migración colectiva y sus propósitos,” explica Xavier, cuya investigación en el IBEC está parcialmente financiada por el prestigioso Institut Català per la Recerca i els Estudis Avançats (ICREA). “En la cicatrización, por ejemplo, en la cual grandes grupos de células son separadas de un tejido cohesivo, la densidad celular es nula en los bordes de la herida, y las células migran rápidamente hacia dentro para rellenarla. Nuestros resultados apuntan a que esta drástica reducción de la densidad celular es análoga a una reducción localizada de la densidad de partículas en los vidrios coloidales, o análoga a un aumento localizado de la temperatura en los vidrios moleculares, creando una región ‘fundida’ de la capa celular dañada.
“Nuestro próximo paso será explorar la analogía entre las células y los sistemas vítreos. Estudiaremos enfermedades graves en las cuales la densidad celular juega un papel central; por ejemplo, en muchas formas de cáncer los tumores presentan una mayor densidad celular que los tejidos circundantes. Nuestros resultados pueden ayudar a comprender la dinámica de las células tumorales y los mecanismos físicos que usan para separarse y metastatizar.”
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Fuente: 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
