Detrás de una simple herida se esconde una compleja red de mecanismos biológicos encargados de cerrarla cuanto antes. En esa movilización se encuentra un mecanismo que acaba de descubrirse, por el que las células trabajan en tres dimensiones y no solo en superficie, como se pensaba hasta ahora.
El hallazgo, publicado en la revista científica The EMBO Journal, ha sido resultado del un trabajo realizado en el University College de Londres e investigadores españoles. En él se muestra que las células situadas al borde de la herida trabajan en equipo mediante fuerzas que recorren toda su altura.
El descubrimiento amplía la comprensión de la mecánica celular durante la cicatrización y aporta nuevas claves para estudiar cómo se reparan los tejidos y cómo se organizan las células cuando se produce una lesión.
Cómo se cierran las heridas: las fuerzas celulares también actúan en tres dimensiones
El cuerpo humano no funciona únicamente mediante procesos químicos y genéticos. También depende de la mecánica de las células, que tiran, empujan y se deforman para dar forma a los tejidos y mantener su funcionamiento.
Estas fuerzas son especialmente importantes en los epitelios, tejidos que recubren el cuerpo y las superficies de los órganos y que forman barreras protectoras. La piel y el revestimiento del intestino son ejemplos de estructuras en las que las células deben mantenerse organizadas para cumplir su función.
Cuando se produce una lesión, las células situadas en el borde de la herida tienen que reorganizarse y modificar su forma para cerrar el espacio dañado. Hasta ahora, buena parte de la investigación sobre este proceso se había centrado en las fuerzas que actúan sobre la superficie celular.
El nuevo trabajo demuestra que también hay que tener en cuenta las fuerzas mecánicas que recorren las células en sentido vertical, porque contribuyen a coordinar los movimientos y las deformaciones necesarios para reparar el tejido.
Las células generan tensión a lo largo de sus laterales para cerrar las heridas
Mediante técnicas avanzadas de microscopía y experimentos en tejidos en desarrollo de la mosca de la fruta (Drosophila), los investigadores identificaron estructuras capaces de generar tensión a lo largo de los laterales de las células situadas en el borde de una herida.
Estas fuerzas recorren las células desde su cara superior hasta la inferior y provocan que se acorten y cambien de forma. También deforman la membrana sobre la que se apoyan, lo que contribuye a coordinar la reorganización del tejido.
El mecanismo actúa junto al anillo de tensión situado en la superficie de la herida, una estructura ya conocida por su papel en el cierre de las lesiones. La combinación de ambas fuerzas permite que las células vecinas ajusten mejor su geometría y que el tejido se reorganice en tres dimensiones.
El descubrimiento pone de relieve que la cicatrización no es solo un proceso de desplazamiento celular, sino también un fenómeno mecánico en el que las fuerzas ejercidas en diferentes partes de las células deben coordinarse para lograr un cierre eficaz.
Los escutoides ayudan a explicar la geometría de los tejidos
Para estudiar cómo contribuyen las fuerzas mecánicas a la reparación, el equipo desarrolló un modelo computacional tridimensional capaz de representar la forma de las células y sus interacciones.
A diferencia de los modelos que describen únicamente la superficie de un tejido, esta simulación permite que las células tengan vecinas diferentes en su parte superior y en la inferior. Esta característica hace posible reproducir unas formas geométricas conocidas como escutoides, descritas en 2018 y relevantes para comprender cómo se organizan las células epiteliales en tres dimensiones.
Los escutoides muestran que las células de un tejido no siempre tienen una geometría uniforme a lo largo de toda su altura. Su forma puede cambiar en función de cómo se conectan con las células vecinas en diferentes niveles.
El modelo permitió estudiar cómo las fuerzas laterales contribuyen a estos cambios de forma durante el cierre de una herida. Posteriormente, los investigadores contrastaron sus predicciones mediante experimentos con mutaciones genéticas en moscas de la fruta. Los resultados respaldaron el papel de estas fuerzas en la reparación del tejido.
Un nuevo enfoque para investigar la cicatrización y la regeneración
El estudio subraya la importancia de analizar la reparación de los tejidos desde una perspectiva tridimensional. Comprender cómo se generan y coordinan las fuerzas dentro de las células puede ayudar a explicar por qué los tejidos adoptan determinadas formas y cómo reorganizan su estructura después de una lesión.
Los resultados aportan nuevas claves sobre la física de la reparación de los tejidos y abren vías para futuras investigaciones sobre cicatrización y regeneración.
No obstante, los experimentos se realizaron en tejidos en desarrollo de Drosophila, por lo que será necesario investigar hasta qué punto estos mecanismos se reproducen en los tejidos humanos y qué aplicaciones podrían tener en medicina.
La principal aportación del trabajo es mostrar que, para comprender cómo se cierran las heridas, no basta con observar lo que ocurre en la superficie: también hay que estudiar las fuerzas que recorren las células en tres dimensiones.
