Las células tienen un “sexto sentido” que podría ser clave para evitar la expansión del cáncer
Las células tienen la capacidad de detectar, interpretar y responder a las propiedades físicas de su microambiente, ajustando en consecuencia su comportamiento y movimiento. Aunque esta habilidad, conocida como mecanosensación celular y fundamental en procesos como la formación de órganos o el crecimiento tumoral, ha sido ampliamente estudiada, aún se desconocen los mecanismos que permiten a las células percibir señales mecánicas provenientes de capas más distantes. Resolver esta interrogante es clave para comprender mejor cómo se coordinan los comportamientos celulares en procesos complejos, como la propagación del cáncer.
Para abordar esta cuestión, investigadores de la Universidad de Washington en San Luis desarrollaron un modelo experimental orientado a ampliar la comprensión de cómo las células perciben información más allá de su entorno inmediato.
El resultado, nunca antes logrado, se obtuvo gracias a una combinación de terapias experimentales en modelos murinos. Los detalles están disponibles en la base de datos de PNAS.
Estudios previos han demostrado que las células anormales pueden detectar, de manera individual, señales hasta a 10 micras más allá de su zona de adhesión. Esta capacidad sensorial está relacionada con la forma en que penetran la matriz extracelular (MEC), compuesta principalmente por fibras de colágeno. Durante este proceso, las células utilizan su propia estructura para empujar, tirar y deformar el colágeno. Este mecanismo no solo facilita su avance dentro de la MEC, sino que también les permite “mapear” mecánicamente el entorno circundante y anticipar la densidad del tejido cercano antes de entrar en contacto directo con él.
A modo de analogía, este proceso se asemeja al de una persona en un cuarto oscuro que extiende la mano para identificar los objetos a su alrededor y, con base en esa información, decidir hacia dónde dar el siguiente paso sin tropezar.
La investigación, publicada en la revista PNAS, demostró que un conjunto de células epiteliales (ubicadas en la superficie de los tejidos) posee una capacidad sensorial similar, que incluso puede amplificarse hasta diez veces cuando estas se agrupan.
Para ello, los científicos desarrollaron un modelo in vitro compuesto por una doble capa de colágeno y un polímero sintético conocido como poliacrilamida, el cual emula las propiedades de la matriz extracelular.
Gracias a este sistema, observaron que las células epiteliales agrupadas podían detectar zonas rígidas situadas a más de 100 micrómetros de distancia, sin necesidad de contacto directo. Este hallazgo resulta notable, ya que implica una percepción mecánica a larga distancia dentro del tejido.
Además, esta capacidad se reflejó en cambios claros en el comportamiento celular. Por un lado, las células tendían a agruparse con mayor intensidad; por otro, reducían su movilidad al percibir regiones más rígidas en la distancia.
“Debido a que se trata de un conjunto de células, están generando fuerzas mayores”, explicó Amit Pathak, autor principal del estudio y profesor de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en la Escuela de Ingeniería McKelvey.
Las células unen fuerzas para “ver” su entorno próximo
Este comportamiento fue descrito mediante un modelo matemático que integró factores como la contractilidad celular, la deformación del colágeno y la coordinación entre múltiples células a través de distintas capas del material. La combinación de estos elementos da lugar, según los autores, a un tipo de percepción denominada “mecanosensación de profundidad”, que permite a las células “sentir” características mecánicas más allá de su entorno inmediato de adhesión.
Al seguir con la analogía anterior, los resultados sugieren que las células actúan de forma similar a un grupo de personas que forman una cadena humana para ampliar su alcance en el cuarto oscuro, explorando el espacio con mayor seguridad, fuerza y coordinación.
Los autores señalan que estos hallazgos podrían ampliar el conocimiento sobre el papel que la mecanosensación de profundidad desempeña en procesos biológicos complejos, como la formación de tejidos durante el desarrollo o la metástasis en el cáncer.
