Los epitelios curvados dan lugar a células con una configuración que hasta ahora no se conocía y a la que se ha llamado "escutoide".
Los científicos han descubierto una nueva forma geométrica mientras realizaban estudios en el desarrollo embrionario de los animales. En un estudio publicado en Nature Communications han informado de que, a medida que las células de los embriones se multiplican y se compactan en formas tridimensionales, adoptan una configuración en forma de "escutoides", que les confiere gran estabilidad.
A través de una investigación centrada en simulaciones por ordenador, usando diagramas de Voronoi, detectaron una forma que les recuerda al escutelo, una parte situada en la parte media del tórax de algunos escarabajos. Esta nueva forma, bautizada como "escutoide", se caracteriza por tener superficies curvas y por tener al menos un vértice en un plano diferente al de las dos bases.
"Durante nuestro trabajo de modelado obtuvimos unos resultados muy raros", ha dicho en un comunicado Javier Buceta, coautor de la investigación y científico de la Universidad Lehigh (EE.UU.). "Nuestro modelo predijo que, a medida que se incrementa la curvatura de un tejido, aparecen más formas que no son sencillas columnas o botellas. Para nuestra sorpresa, ¡aparece una forma para la que ni siquiera tenemos un nombre en matemáticas! Lo cierto es que uno normalmente no tiene la oportunidad de ponerle nombre a una nueva forma".
Una parte fundamental del crecimiento de los tejidos es la multiplicación y el apilamiento de las células que le dan forma. Este apilamiento da lugar a patrones tridimensionales, en ocasiones bastante complejos, y que tienen una gran relevancia a la hora de determinar la consistencia y el funcionamiento de dicho tejido.
UNA FORMA MÁS EFICIENTE
En esta ocasión, los modelos predijeron que la curvatura del tejido epitelial puede llevar a que las células adopten una forma nueva, la escutoide, de forma espontánea. Para confirmar dichas predicciones, los investigadores examinaron la estructura tridimensional de los tejidos de varios animales, y confirmaron la aparición de esta configuración.
A través de técnicas biofísicas, han concluido que los escutoides son una forma de apilamiento tridimensional energéticamente favorable. "Hemos averiguado cuál es la solución de la naturaleza para conseguir una unión eficaz en los tejidos epiteliales".
Este descubrimiento podría llevar a comprender mejor la organización del tejido epitelial y, por tanto, quizás llevaría a avances en ingeniería de tejidos: "La capacidad de diseñar tejidos y órganos en el futuro depende fundamentalmente de nuestra capacidad de comprender y, por tanto, controlar, la organización tridimensional de las células", ha dicho Buceta.
Esto sería clave, por ejemplo, para hacer crecer órganos artificiales: "Este descubrimiento ayudaría a construir un andamiaje para facilitar este tipo de empaquetamiento, imitando con precisión la forma que tiene la naturaleza de desarrollar tejidos de forma eficiente".
La investigación ha sido realizada por los equipos de Luis M. Escudero (Universidad de Sevilla), Javier Buceta (Universidad de Lehigh), Pedro Javier Gómez-Gálvez y Pablo Vicente-Munuera, del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, entre otros.
Referencia bibliográfica:
Pedro Gómez-Gálvez et al. Scutoids are a geometrical solution to three-dimensional packing of epithelia. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-05376-1
