Un grupo investigador del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollado una nueva tecnología para descifrar los mecanismos de la curación de heridas. Mediante esta tecnología han descubierto cómo las células se mueven y trabajan conjuntamente para cerrar una lesión en el tejido.
El estudio, publicado hoy en Nature Physics, significa un gran paso hacia adelante para comprender el misterio de cómo se reparan las heridas, pudiendo ayudar a desarrollar tratamientos para acelerar su curación, ya que optimizar la reparación de tejidos es una necesidad importante para el tratamiento de enfermedades agudas y crónicas. El descubrimiento del mecanismo básico demostrado en este estudio también es un paso importante para lograr la regeneración eficaz de órganos.
Cuando pensamos en la curación de las heridas, normalmente pensamos en las heridas de nuestra piel, pero también hay heridas en todo tipo de tejidos y órganos en nuestro interior que pueden estar relacionadas con enfermedades crónicas, como la diabetes o el asma. Las heridas internas también pueden favorecer la progresión del cáncer, ya que proporcionan un entorno físico y químico que promueve la invasión de células malignas.
Desde hace tiempo se sabe que hay dos mecanismos diferentes que contribuyen a la curación de heridas. En el primer mecanismo, se forma un anillo de proteínas contráctiles en los bordes de la herida y la contracción de este anillo cierra la herida del mismo modo que una bolsa se cierra cuando tiramos de sus cordeles. En el segundo mecanismo, que se denomina ‘migración celular’, las propias células extienden unos ‘brazos micrométricos’, conocidos como “lamelipodios”, que les permiten arrastrarse hasta cerrar la brecha. En algunas heridas ambos mecanismos funcionan simultáneamente, mientras que en otras solo se utiliza uno de los dos.
El grupo del IBEC, en colaboración con el Institut de Recerca Biomèdica (IRB), la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y la Universitat de Barcelona (UB), la Universidad de París- Diderot, el Mechanobiology Institute de Singapur y la Univeridad de Waterloo de Canadá, han desarrollado por primera vez una técnica para medir a la nano-escala las fuerzas que hay detrás del proceso de curación de heridas, y haciendo esto, han descubierto que los dos mecanismos aceptados actualmente no son suficientes para explicar el fenómeno. De forma inesperada han encontrado un nuevo mecanismo en el que las células forman arcos contráctiles supracelulares que comprimen el tejido bajo la herida. Combinando experimentos y modelos computacionales, los autores han demostrado que las contracciones derivadas de estos arcos permiten la curación de las heridas de un modo más rápido y resistente.
“Desde hace tiempo sabemos que la curación de heridas no podía entenderse completamente sin una medición directa de las fuerzas que impulsan el movimiento celular”, explica Xavier Trepat, investigador principal del grupo de Dinámica Integrativa de Células y Tejidos del IBEC y profesor investigador ICREA. “Somos los primeros investigadores en desarrollar la tecnología para hacer estas mediciones, pero no nos habíamos imaginado tropezar con mecanismo tan integrativo en el cual las células vecinas coordinan su movimiento físico con tanta precisión.”
Artículo de referencia: Agustí Brugués, Ester Anon, Vito Conte, Jim H. Veldhuis, Mukund Gupta, Julien Colombelli, José J. Muñoz, G. Wayne Brodland, Benoit Ladoux, Xavier Trepat (2014). Forces driving epithelial wound healing. Nature Physics, epub ahead of print
Foto: Descripción: Mapa de las fuerzas físicas que las células ejercen durante la curación de una herida. Las células están marcadas en azul, las fuerzas en
rojo y amarillo, y la herida es la zona oscura en el centro de la imagen.
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