Descubren cómo las células controlan y gobiernan sus desplazamientos

El movimiento celular es un proceso clave y fundamental para el desarrollo y el óptimo funcionamiento del cuerpo humano. Las células se mueven cuando un organismo se está desarrollando embrionariamente, cuando se produce la cicatrización de una herida o durante la metástasis, por ejemplo. Los errores durante un mal control del movimiento celular pueden tener consecuencias serias en importantes enfermedades, como en la enfermedad de Crohn, determinados trastornos congénitos del cerebro, y diferentes patologías inmunológicas o vasculares, por ejemplo.

En las últimas décadas, diversas investigaciones han permitido identificar diferentes mecanismos locales implicados en el movimiento celular, pero a pesar de los esfuerzos realizados, no se ha podido dilucidar la cuestión esencial: cómo las células controlan y gobiernan sus movimientos.

Ahora, un nuevo estudio demuestra que los desplazamientos de las células están dirigidos por un mecanismo global que hasta ahora era desconocido.

EL estudio es obra de un equipo multidisciplinar liderado desde la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).

El equipo de Ildefonso Martínez de la Fuente, de la UPV/EHU, ha realizado un exhaustivo análisis de las trayectorias de movimiento de 700 células individuales mediante técnicas científicas avanzadas para demostrar que sus desplazamientos dependen de una actuación conjunta y autoorganizada de prácticamente todos los procesos fisiológicos que componen la célula.

Esta investigación multidisciplinar en el que han participado diferentes departamentos de la UPV/EHU ha demostrado por primera vez que el movimiento de las células está dirigido y regulado por un proceso autoorganizado fundamental que se origina de forma espontánea en todas las células vivientes.

Ildefonso Martínez de la Fuente. (Foto: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC))

Según Ildefonso Martínez de la Fuente, investigador del departamento de Matemáticas de la Universidad del País Vasco, y científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, “estos mecanismos moleculares autoorganizados hacen que los diferentes procesos bioquímico-metabólicos que existen en la célula conformen una unidad funcional, totalmente integrada como un todo único, convirtiendo a miles de procesos fisiológicos en una sola entidad”. “Se trata de una fuerza fundamental que hace emerger en la célula un comportamiento integrado —sostiene Martínez de la Fuente—, y se puede comparar con el movimiento autoorganizado de los miles de estorninos que conforman estructuras altamente ordenadas y coordinadas cuando migran o incluso con la capacidad que tienen las hormigas de estructurar un hormiguero a través de comportamientos colectivos autoorganizados”.

Este investigador destaca que nunca hasta ahora había sido reconocido científicamente que los movimientos de desplazamiento de las células están gobernados por procesos autorregulados de carácter sistémico que operan a nivel global en la célula. “Este hallazgo científico añade una nueva perspectiva al concepto que se tiene de la propia célula y sus capacidades funcionales”, añade. Además, “la combinación de estudios de migración celular, desde un punto de vista sistémico, junto con los clásicos estudios moleculares, puede ser crucial para el desarrollo de una nueva generación de terapias eficientes para las patologías relacionadas con las enfermedades originadas por una deficiente migración celular”, indica Martínez de la Fuente.

“Descubrir las fuerzas moleculares que dirigen la migración celular representa un desafío científico de enorme dificultad —señala el investigador de la UPV/EHU—, ya que además de confeccionar unos complejos dispositivos especiales de laboratorio creado exprofeso para esta investigación, ha sido necesario utilizar técnicas multidisciplinares que permitan compaginar estudios experimentales con métodos cuantitativos avanzados”.

“Hemos estudiado las características del movimiento de 700 células, y para ello hemos utilizado técnicas que se emplean habitualmente en la mecánica estadística, que es una parte fundamental de la física. Dos de los métodos que hemos aplicado fueron desarrollados por el premio nobel Albert Einstein. Asimismo, en este trabajo hemos empleado los principios de autoorganización disipativa —estructuras organizadas coherentemente— desarrollados por el premio nobel Ilya Prigogine”, comenta Ildefonso Martínez de la Fuente.

El estudio se titula “Systemic cellular migration: The forces driving the directed locomotion movement of cells”. Y se ha publicado en la revista académica PNAS Nexus. (Fuente: UPV/EHU)