El hallazgo sorprendió a los
investigadores: una forma geométrica que jamás habían visto.
Mientras estudiaba el
desarrollo embrionario de los animales, un grupo de científicos descubrió que
las células epiteliales se multiplicaban, apilaban y configuraban en una forma
extraña.
Y
dieron a esa forma que no reconocían el nombre de “escutoide”, por sus
similitudes con una parte del tórax de algunos insectos que se llama
“escutelo”.
“Estábamos intentando
entender cómo se organizan los tejidos epiteliales, que son unas células
importantísimas durante el desarrollo embrionario y que tenemos en
montones de órganos como el hígado, el páncreas y el tubo digestivo”, contó a
BBC Mundo Luis M. Escudero, investigador del Instituto de Biomedicina de
Sevilla, España, y uno de los autores del nuevo estudio publicado en la
revista Nature Communications.
“Estos tejidos epiteliales
son células que se empaquetan, que están ordenadas todas muy juntas y, por
dificultades técnicas, es difícil saber exactamente como están empaquetadas en
tres dimensiones”, dijo Escudero, quien también es profesor del departamento de
biología celular de la Universidad de Sevilla.
“Entonces lo que hicimos en
mi laboratorio fue diseñar un modelo computacional de un tubo, que era un
tejido curvo en tres dimensiones pero computacional, no era real. El
modelo computacional predijo una forma geométrica que no estaba descrita, y a
esta forma geométrica le pusimos el nombre de escutoide”.
“Nosotros trabajamos con
insectos y estamos muy habituados a verlos, y realmente se puede ver cómo la
forma geométrica recuerda mucho al tórax de algunos escarabajos”, añadió.
Diferente
de un prisma
¿Cómo puede describirse un
escutoide? Una de las formas más simples, según Escudero, es decir que un
escutoide se caracteriza por tener superficies curvas y al menos un vértice en
un plano diferente al de las dos bases.
“Simplificado, es como
un prisma en el que hay un vértice en el medio. Porque los prismas tienen en
las bases todos los vértices, tanto en la de abajo como en la de arriba, y
estos vértices están unidos de arriba abajo formando las caras laterales del
prisma”, explicó el profesor de la Universidad de Sevilla.
“Pero
el escutoide, si lo simplificamos mucho, tendría al menos un vértice más”.
Por otra parte, los prismas
no tienen superficies curvas y eso es lo que hace diferente también al
escutoide. En el escutoide las caras laterales pueden ser cóncavas o
convexas y, así, los escutoides van encajando y no dejan ningún espacio
entre ellos”.
“Ahora mismo hemos puesto en
Wikipedia una definición más formal pero simplificada, pero lo más fácil es ver
la foto”, relató el experto.
Menos
gasto energético
La ventaja del escutoide es
que da a las células epiteliales mayor estabilidad y eficiencia energética,
según Escudero.
“Al adoptar esta forma, las
células gastarán menos energía cuando un tejido tenga que mantener una
estructura curva”, explicó el científico español.
“Los
tejidos epiteliales modifican muchísimo su forma durante el desarrollo para dar
lugar a órganos muy complicados”.
“Cambiar de forma como
cualquier cosa que se hace en un ser vivo tiene un costo energético. Y adoptar
la forma de escutoide hace que ese costo energético sea menor, que el
tejido sea mas estable energéticamente”, destacó.
La eficiencia fue comprobada
junto al físico Javier Buceta, de la Universidad de Lehigh, Estados Unidos, y
otro de los autores del estudio.
“Después de muchos
experimentos teóricos, la conclusión que sale es
que realmente mantiene la forma con menor gasto energético”.
Órganos
El
descubrimiento podría tener aplicaciones en medicina, especialmente en el
diseño de órganos en el laboratorio.
“Nuestro artículo es de
ciencia básica: junta matemáticas, física y biología celular. Pero lo que
ocurre es que ahora mismo la biología celular y la biología del desarrollo son
fundamentales para una rama de la biomedicina que es la de la creación de
órganos dentro del laboratorio, es decir, órganos sintéticos”, explicó
Escudero a BBC Mundo.
“La ingeniería de tejidos
está avanzando ahora enormemente y, sabiendo cuál es la estructura de
los órganos en la realidad, será mas fácil que los órganos que se crean en el
laboratorio reproduzcan todas las características de los órganos reales”.
“Por eso nuestro
descubrimiento creo que va a abrir una serie de puertas para las futuras
investigaciones de otros grupos”, concluyó.
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| Reconstrucción 3D de células formando un tubo con escutoides. |