•Notícia

En un estudi publicat recentment a la revista científica Science, investigadors de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), la Universitat de Barcelona (UB), la Universidad de Zaragoza i el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER-BBN i CIBERES) han demostrat que diversos tipus cel·lulars se senten atrets per les zones més rígides dels teixits, fenòmen anomenat durotaxi col·lectiva. L'estudi, que obre noves vies per a controlar l’expansió tumporal i per a millorar la cicatrització de les ferides, canvia la visió tradicional, segons la qual el moviment cel·lular està guiat principalment per variacions en la concentració química de proteïnes i ions.

L'any 2000, investigadors de la Universitat de Boston i de la Universitat de Massachusetts van proposar per primera vegada que la rigidesa del teixit podia guiar el moviment de cèl·lules aïllades. No obstant això, els estudis experimentals posteriors van demostrar que aquest mecanisme era molt poc eficient. "Amb aquest nou estudi hem descobert que quan les cèl·lules cooperen entre elles són capaces de respondre a variacions de rigidesa de forma molt més eficient que quan estan aïllades", diu Raimon Sunyer, primer autor de l'estudi.

"És un exemple del què anomenem Intel·ligència Col·lectiva: un grup pot assolir una tasca que els seus individus aïllats són incapaços de realitzar", explica Xavier Trepat, investigador ICREA a l'IBEC i director de l'estudi. "La clau no està en cap propietat de l'individu, sinó en la seva interacció amb els seus iguals". En aquest cas, la interacció és física, les cèl·lules transmeten informació entre elles mitjançant les forces.

El grup d'investigadors ha desenvolupat noves tècniques per a crear biomaterials amb variacions de rigidesa, i en aquests materials han observat que els grups de cèl·lules es movien preferentment cap a les zones més rígides. Com més gran era el grup, més eficient era el moviment, i les cèl·lules individuals eren incapaces de trobar el camí cap a les zones més rígides.

Els investigadors han desenvolupat una teoria que explica el fenomen. "Cada cèl·lula aplica una força al seu voltant que li permet mesurar la rigidesa local, però les cèl·lules necessiten interaccionar físicament entre elles per a transmetre aquesta informació a escala global i moure's", afirma Pere Roca-Cusachs, investigador de l'IBEC, professor de la Universitat de Barcelona i co-director de l'estudi.

Per mitjà de tècniques experimentals portades a terme a l'IBEC, és possible mesurar les deformacions d'un gel sobre el qual han estat cultivades les cèl·lules durant el seu moviment. Les tècniques computacionals desenvolupades a la UPC han permès el càlcul de les forces que causen aquestes deformacions. “Les deformacions són directament observables, però les forces només es poden determinar de forma indirecta utilitzant el que s'anomena enginyeria inversa. El que permet el codi emprat des de la UPC és similar a determinar les forces que farien un conjunt de persones invisibles agafades de la mà sobre un matalàs elàstic, mesurant únicament les deformacions que creen sobre el matalàs”, explica José J. Muñoz, del Laboratori de Càlcul Numèric(LaCàN) de la UPC.

Segons els investigadors, aquest treball obre noves vies d'investigació en càncer i en concret del procés de metàstasi. "Els tumors són més rígids que el seu entorn, així que la durotaxi col·lectiva pot explicar els mecanismes mitjançant els quals les cèl·lules tumorals es mouen per a iniciar el procés metastàtic", afirma Trepat. "Les cicatrius també són teixits més rígids que el seu entorn. Creiem que la durotaxi col·lectiva és un mecanisme clau per a explicar com les cèl·lules es mouen per a cicatritzar les ferides i com podem controlar aquest procés".