Sociedad

Biología

Investigadores españoles encuentran las reglas por las que se “conectan” las células

Un nuevo estudio del equipo de descubrió los famosos escutoides ha vuelto a arrojar luz sobre la naturaleza de nuestras células y, en este caso, las conexiones que establecen entre sí

Células con forma de escutoide formando la glándula salival de una mosca.
Células con forma de escutoide formando la glándula salival de una mosca.CELL-SYSTEMSCreative Commons

Hace ya cuatro años que los escutoides llenaron los periódicos. Posiblemente hayamos olvidado todo aquel revuelo, pero lo cierto es que un par de figuras geométricas de plastilina esculpidas en Sevilla se hicieron tan famosas que llegaron a The Late Show de Stephen Colbert, uno de los programas nocturnos más vistos de Estados Unidos y, por lo tanto, del mundo entero. No eran una obra de arte, pero se convirtieron en un icono de la popularización científica. Cada uno de esos bloques de plastilina era la representación de un escutoide, un tipo de figura geométrica que acababa de ser descrita y que resultaba corresponder a la forma que adoptan las células de nuestros epitelios al apretarse unas contra otras formando la piel, las mucosas, etc.

Ahora, cuatro años después, la revista Cell System, ha publicado un estudio del mismo equipo donde profundizan en esta idea geométrica para, así, estudiar cómo se acoplan unas células con otras y, por lo tanto, aclarar detalles como “cuántas células rodean a cada célula de un tejido concreto”. O, dicho de otro modo: la conectividad entre células. Para ello han tenido que formular nuevas respuestas que tengan en cuenta la tridimensionalidad de los tejidos en lugar de conformarse con simplificaciones de dos dimensiones, como había sido frecuente hasta ahora. A fin de cuentas, vivimos nuestro cuerpo tiene tres dimensiones y es en esa realidad en la que las células interaccionan.

Modelo de un epitelio con prismas y frustums (o troncos) cuando esta se deforma.
Modelo de un epitelio con prismas y frustums (o troncos) cuando esta se deforma.Luisma EscuderoCreative Commons

El regreso de los escutoides

Cuando en un libro de texto nos muestran la forma de una célula suelen presentarlas de manera aislada, ellas solas, como nunca se encuentran en nuestro cuerpo. Igual que si se tratara de cojines metidos a presión en un armario, la forma de las células depende de dónde se encuentren y que las rodee. Durante mucho tiempo se pensó que, por lo tanto, por cuestión de eficiencia, las células tendrían una forma de una pirámide con la cúspide cortada (truncada, que se dice). Aunque, si no intentamos ser tan descriptivos y nos dejamos llevar más por el rigor, deberíamos hablar de una figura llamada frustrum. El problema es que esto no encajaba con algunas de las observaciones experimentales. Por ejemplo, si mirábamos la superficie de una capa de células veíamos que una de ellas estaba rodeada por otras cuantas, pero, si buscábamos esa misma célula en la otra cara del tejido, encontrábamos que no la rodeaban exactamente las mismas células. Esto no sucedería en el caso de los frustrum, por lo que hacía falta otra explicación.

La clave estaba (si lo simplificamos mucho) en que, mientras que un frustrum haría que la célula mostrara la misma forma a uno y otro lado del tejido (o bien dos pentágonos, o dos hexágonos…) en el mundo real una célula podía parecer un pentágono en un lado de su tejido y un hexágono en el otro, como si levantáramos los adoquines de una calle y descubriéramos que la forma cuadrada de su superficie no se corresponde con la de su base, que tal vez sea un triángulo o un octógono. Pues aquí es donde aparecen los escutoides, que no serían otra cosa que una especie de columna cuya base es un pentágono y su cima un hexágono (o al revés). Cada esquina del pentágono se une a una del hexágono, salvo la última, que se unirá a dos del hexágono mediante una arista en forma de “Y”. Eso y sus superficies, que en lugar de completamente planas tienen cierta curvatura. Esta figura resolvía todo lo principal, era mucho más eficiente que otras soluciones e incluso permitía que los tejidos se deformaran como lo hacen en la realidad.

Representación matemática de escutoides formando una capa cilíndrica donde la proyección de las semillas de la capa interior sobre la exterior revelan un cambio en las fronteras de sus superficies de influencia.
Representación matemática de escutoides formando una capa cilíndrica donde la proyección de las semillas de la capa interior sobre la exterior revelan un cambio en las fronteras de sus superficies de influencia.Luisma EscuderoCreative Commons

La novedad

Ahora que conocíamos la forma de las células era hora de aprovechar ese conocimiento para estudiar más a fondo su naturaleza. Por ejemplo, hasta ahora se pensaba que, según la Ley de Euler, en una superficie formada por polígonos convexos (que no son planos), suelen estar rodeados de una media de seis polígonos y que, según la ley de Lewis, las células más grandes tendrán más vecinas. El caso es que, como hemos dicho, esto estudia una superficie, que es algo de dos dimensiones, pero no nos permite sacar muchas conclusiones sobre lo que pasa en el tejido como conjunto, que no solo tiene profundidad y anchura, sino altura, una tercera dimensión de la que estas leyes no podían dar cuenta.

En este nuevo estudio, el equipo ha estudiado, por lo tanto, cómo afecta la forma “escutoidal” de las células a las conexiones que establecen con otras y, por lo tanto, a las propiedades mecánicas del tejido, como pueden ser su rigidez. O, en palabras de Javier Buceta, uno de los investigadores: “el número de ‘vecinos’ próximos de una célula (es decir, sus ‘amigos íntimos’) está determinado en este caso por la geometría del tejido y sus relaciones energéticas […], cuantas más conexiones tiene una célula epitelial con otras, más energía necesita para establecer nuevas conexiones con otras células” y viceversa. Todo esto nos ayuda a comprender mejor nuestra naturaleza y el desarrollo embrionario, pero sus aplicaciones pueden ir mucho más allá, incluyendo incluso la investigación contra el cáncer.

Imagen de la glándula salival de una mosca (Drosophila) y reconstrucción 3D de sus células confirmando la presencia de escutoides.
Imagen de la glándula salival de una mosca (Drosophila) y reconstrucción 3D de sus células confirmando la presencia de escutoides.Luisma EscuderoCreative Commons

QUE NO TE LA CUELEN:

  • Si somos estrictos, no siempre están formados por un hexágono y un pentágono, aunque son las figuras que aparecen con más frecuencia en este tipo de estructuras geométricas donde se “apretujan” objetos deformables. Lo importante no es tanto el número de lados del escutoide, sino el hecho de que esa “Y” le proporciona, al menos, un vértice extra en su contorno, más allá de los de su base y su parte de arriba.

REFERENCIAS (MLA):