Descubren cómo se pliega y se mueve la pared del intestino midiendo sus fuerzas
El intestino humano está formado por más de 40 metros cuadrados de tejido, cuya superficie interna posee multitud de pliegues que recuerdan valles y cumbres montañosas y que desempeñan, entre otras funciones, la de aumentar la absorción de los nutrientes. Además, el intestino tiene la particularidad de estar en constante renovación, lo que implica que, aproximadamente cada cinco días, se renuevan todas las células de la pared interna para garantizar un funcionamiento intestinal correcto. Hasta ahora se sabía que esa renovación era posible gracias a células madre que se encuentran protegidas en las llamadas criptas intestinales y que dan lugar a nuevas células diferenciadas. Sin embargo, el proceso que lleva a la forma cóncava de las criptas y la migración de las nuevas células hacia las cumbres intestinales seguía siendo una incógnita.
El intestino humano está formado por más de 40 metros cuadrados de tejido, cuya superficie interna posee multitud de pliegues que recuerdan valles y cumbres montañosas y que desempeñan, entre otras funciones, la de aumentar la absorción de los nutrientes. Además, el intestino tiene la particularidad de estar en constante renovación, lo que implica que, aproximadamente cada cinco días, se renuevan todas las células de la pared interna para garantizar un funcionamiento intestinal correcto. Hasta ahora se sabía que esa renovación era posible gracias a células madre que se encuentran protegidas en las llamadas criptas intestinales y que dan lugar a nuevas células diferenciadas. Sin embargo, el proceso que lleva a la forma cóncava de las criptas y la migración de las nuevas células hacia las cumbres intestinales seguía siendo una incógnita.
Ahora, un equipo internacional liderado por Xavier Trepat, experto del Departamento de Biomedicina de la UB y profesor de investigación ICREA en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), ha descifrado el mecanismo por el que las criptas adoptan y mantienen su forma cóncava, y cómo se produce el movimiento de migración de las células hacia las cumbres sin que el intestino pierda su forma de pliegos característica. El trabajo, publicado en la revista Nature Cell Biology, muestra que este proceso es posible gracias a las fuerzas mecánicas ejercidas por las células. Para constatarlo, se han combinado la modelización por ordenador con experimentos con organoides intestinales de células de ratones.
Utilizando células madre de ratón y técnicas de bioingeniería y mecanobiología, los investigadores han desarrollado miniintestinos, organoides que reproducen la estructura tridimensional de valles y cumbres del tejido in vivo, así como sus funciones. Mediante tecnologías de microscopia desarrolladas en el mismo grupo, se han realizado, por primera vez, experimentos en alta resolución para obtener mapas en 3D que muestran las fuerzas ejercidas por cada célula. Además, con este modelo in vitro los investigadores han demostrado que el movimiento de las nuevas células hacia la cima también está controlado por fuerzas mecánicas ejercidas por las mismas células, concretamente por el citoesqueleto, una red de filamentos que determina y mantiene la forma celular.
Artículo de referencia:
C. Pérez-González, G. Ceada, F. Greco, M. Matejčić, M. Gómez-González, N. Castro, A. Menendez, S. Kale, D. Krndija, A. G. Clark, V. Ram Gannavarapu, A. Álvarez-Varela, P. Roca-Cusachs, E. Batlle, D. Matic Vignjevic, M. Arroyo y X. Trepat. «Mechanical compartmentalization of the intestinal organoid enables crypt folding and collective cell migration». Nature Cell Biology, junio de 2021. DOI: https://doi.org/10.1038/s41556-021-00699-6