Un estudio reciente del IBEC ha descrito cómo la orientación por contacto de las células no solo depende de la topografía, sino que también se ve afectada por la rigidez del entorno. El trabajo resalta la importancia de tener en cuenta la rigidez del sustrato como una variable más a la hora de estudiar y comprender en profundidad el desplazamiento celular en el organismo. Esta información es crucial para entender múltiples procesos fisiológicos y patológicos asociados a la migración celular.
Se sabe que, para orientarse, las células pueden detectar señales químicas, mecánicas, o incluso la topografía de su entorno. A este último caso, se le conoce como orientación por contacto y puede estar determinada por la presencia de surcos, crestas u otros patrones de superficie.
Una investigación reciente del grupo de Sistemas biomiméticos para ingeniería celular del IBEC, liderado por Elena Martínez, ha descrito cómo la orientación por contacto de las células también se ve afectada por la rigidez del entorno. El trabajo, publicado recientemente en la revista científica Materials Today Bio, resalta la importancia de tener en cuenta la rigidez del sustrato como una variable más a la hora de estudiar los efectos de la topografía en el comportamiento de las células. Esta información es crucial para entender múltiples procesos fisiológicos y patológicos asociados a la migración celular, como son la creación de nuevos órganos durante el desarrollo embrionario, la respuesta inmunitaria o la propagación de tumores durante la metástasis.
“Las células se orientan a través de fibras alineadas de proteínas, una especie de raíles que las hacen moverse en una dirección concreta, como las vías del tren.»
Elena Martínez
“Las células se orientan a través de fibras alineadas de proteínas, una especie de raíles que las hacen moverse en una dirección concreta, como las vías del tren. Utilizando este tipo de sustratos microestructurados podemos simular estos raíles que las células utilizan para migrar en muchos procesos tanto fisiológicos como patológicos.” Explica Elena Martínez, investigador principal del IBEC y profesora de la Universitat de Barcelona.
El equipo de investigación comparó el comportamiento de dos líneas celulares de cáncer de mama. Una considerada metastásica -es decir, que migra- y otra que no. En el caso de sustratos con una rigidez elevada, observaron que ambos tipos de células apenas migraban. No obstante, al utilizar sustratos con una rigidez menor, más similar a la fisiológica, el comportamiento de las células cambiaba.
“Lo que hemos visto, es que cuando ponemos las células sobre sustratos más blandos, con una rigidez similar a la de tejido sano, no migran. Sin embargo, cuando aumentamos esta rigidez a un punto intermedio, equivalente a la de un tejido patológico como el que se puede encontrar en los tumores, las células empiezan a migrar de manera mucho más eficiente, incluso aquellas consideradas no metastásicas.” detalla Jordi Comelles, investigador del IBEC y primer autor del artículo.
Cuando ponemos las células sobre sustratos con una rigidez equivalente a la de un tejido patológico, como el que se puede encontrar en los tumores, las células empiezan a migrar de manera mucho más eficiente, incluso aquellas consideradas no metastásicas.»
Jordi Comelles
La mayoría de los estudios ya publicados sobre la orientación por contacto se habían llevado a cabo utilizando materiales mucho más rígidos que los tejidos que se encuentran en el organismo. Esta limitación venía dada por la falta de métodos de microfabricación que permitieran crear patrones topográficos en materiales blandos, con una rigidez similar a la de los tejidos orgánicos. Sin embargo, el grupo de Martínez fue capaz de producir un patrón de surcos micrométricos en un sustrato blando – un gel polimérico- utilizando un método avanzado de microfabricación desarrollado por el mismo equipo de investigación.
Artículo referenciado:
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
