Noticias de investigación

El investigador principal del IBEC y profesor de investigación ICREA Xavier Trepat ha publicado una reseña en la edición ‘Insight: The Physics of Living Systems’ de Nature Physics, en el que todos los artículos han sido co-escritos por un físico y un biólogo.

Escrito con su colaborador Erik Sahai del Instituto Francis Crick de Londres, el artículo de Trepat, «Mesoscale physical principles of collective cell organization», revisa la reciente evidencia de que la dinámica celular y tisular se rige por principios físicos en la mesoescala: fuerza, densidad, forma, adhesión y autopropulsión.

Una investigación liderada por el National Graphene Institute de la Universidad de Manchester, y que ha contado con la colaboración del IBEC, revela que la capa de agua que cubre todas las superficies que nos rodean tiene propiedades eléctricas muy diferentes al resto del agua.

El agua, una de las sustancias más fascinantes de la Tierra, cuenta entre sus muchas propiedades inusuales con una alta polarizabilidad, es decir, una fuerte respuesta a un campo eléctrico aplicado.

Recientemente, sin embargo, un equipo de investigación ha descubierto que las capas de agua de tan solo unas pocas moléculas de grosor -como el agua que cubre todas las superficies que nos rodean- se comporta de manera muy diferente al agua normal.

El grupo del IBEC Bacterial infections: antimicrobial therapies ha revelado el papel esencial que desempeña una vitamina en el desarrollo de biopelículas bacterianas.

Este nuevo descubrimiento podría ayudar a comprender cómo se propagan estas bacterias, lo que ayudará a diseñar mejores fármacos antibacterianos específicos.

La especie bacteriana P. aeruginosa causa infecciones pulmonares crónicas en pacientes con fibrosis quística o enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) al formar una biopelícula madura, en la que las células se adhieren entre sí y pueden ocupar muchas superficies distintas, lo que les permite crecer y adaptarse.

Investigadores del IBEC han descubierto que la división celular que se produce en tejidos epiteliales está regulada por fuerzas mecánicas.

Este descubrimiento abre la puerta a una mayor comprensión de la proliferación descontrolada de las células cancerosas en los tumores y a su posible regulación por medio de fuerzas físicas.

La investigación, que se ha publicado en la revista Nature Cell Biology, ha sido llevada a cabo en el laboratorio de Xavier Trepat, profesor ICREA en el IBEC y profesor asociado en la UB, y en ella se relaciona el estado mecánico del tejido con la progresión a lo largo del ciclo celular y división de sus células.

El último artículo de Alberto Elosegui-Artola, Xavier Trepat y Pere Roca-Cusachs es portada del último número de la revistaTrends in Cell Biology, de la familia editorial Cell.

En ‘Control of Mechanotransduction by Molecular Clutch Dynamics’, los investigadores del IBEC revisan cómo la dinámica celular y la mecanotransducción son impulsadas por la dinámica del ensamblado molecular.
La hipótesis del «embrague molecular» sugiere un mecanismo de acoplamiento entre las integrinas y la actina durante la migración celular, mediante el cual una serie de moléculas que interactúan y desenganchan dinámicamente unen las células con su microentorno.

Un nuevo estudio en ratones neonatos desarrollado por el CMR[B], en colaboración con el IBEC y la UB, ha determinado que la habilidad del corazón para regenerarse tras una herida está relacionada la rigidez del entorno celular, y no solo con la capacidad proliferativa de las células cardíacas, acotando la ventana de regeneración a 48 horas tras el nacimiento.

El trabajo de investigación, publicado en Science Advances, abre la puerta al desarrollo de terapias basadas en la modificación farmacológica de la matriz extracelular para fomentar la regeneración de tejido tras un infarto o accidente cardíaco.

Los investigadores del IBEC y del MIT han demostrado que las células pueden usar su entorno para comunicarse mecánicamente entre sí dentro de los tejidos. Es como cuando un soldado del ejército tensa las cuerdas de una red de entrenamiento para que su compañero pueda ascender con firmeza.

Para abastecer nuestros órganos y tejidos, las células necesitan detectar y responder constantemente a los estímulos mecánicos de su entorno. En general, las células que componen nuestro organismo están inmersas en una matriz extracelular (MEC), un biopolímero hecho de proteínas y glicoproteínas – como el colágeno o la fibrina. Esta MEC proporciona a las células una forma de interactuar con otras células, obtener nutrientes, eliminar residuos y, finalmente, formar tejidos integrales y funcionales.

Cuando las células se mueven, dividen o diferencian, la MEC juega un papel importante en la función celular, por lo que es vital entender con detalle las interacciones célula-matriz. Sin embargo, se desconocen muchos detalles sobre cómo las propias células afectan a la mecánica de esta matriz circundante. No solo eso, sino que los cambios en la MEC desencadenados por las células también pueden propagarse, afectando a sus células vecinas.