Nuestras células son constantemente empujadas, estiradas y comprimidas sin que seamos conscientes de ello: un juego de fuerzas invisibles que influye en su comportamiento. Un estudio publicado en la revista
Lab on a Chip propone un método preciso y controlable para reproducir este comportamiento en laboratorio.
En nuestro cuerpo, las células no viven aisladas. Están rodeadas por un entorno llamado matriz extracelular, una especie de red compuesta por proteínas y azúcares. Esta estructura sostiene a las células y también les transmite tensiones mecánicas. Estas fuerzas influyen en funciones esenciales como el crecimiento, la cicatrización o incluso la aparición de ciertas enfermedades.
Microestructuras de hidrogel sensibles a la luz integradas en una red de colágeno. La microestructura en primer plano es iluminada por un láser verde, lo que provoca su contracción. Esta contracción remodela la red de colágeno y ejerce fuerzas sobre las células circundantes.
Crédito: Vicente Salas-Quiroz Para estudiar estos fenómenos, los investigadores han diseñado diminutas estructuras de hidrogel. Estos materiales particulares se asemejan a geles capaces de cambiar de forma cuando reciben una señal, como luz o un cambio de temperatura. Al integrarlos en un chip de laboratorio, los científicos pueden crear un entorno controlado y observar con precisión la reacción de las células.
Cuando se contraen o dilatan, estas microestructuras ejercen fuerzas sobre los tejidos biológicos circundantes. Esto permite reproducir, a muy pequeña escala, las tensiones mecánicas que las células sufren en el cuerpo. Uno de los puntos fuertes de esta técnica es su precisión; los científicos pueden controlar tanto el lugar como el momento en que se aplican las fuerzas. Siguiendo minúsculas bolitas fluorescentes, incluso miden cómo se propagan estas fuerzas en los tejidos.
Gracias a este dispositivo, los investigadores pueden trabajar con modelos tridimensionales, más cercanos a la realidad que los cultivos celulares clásicos. Pueden, por ejemplo, simular tejidos tumorales u observar la formación de vasos sanguíneos en condiciones realistas. Los hidrogeles utilizados están compuestos por polímeros capaces de retener agua, pudiendo hincharse o contraerse según las condiciones. Esta propiedad los hace útiles para imitar los movimientos y presiones presentes en los tejidos vivos.
La matriz extracellular juega un papel clave en ciertas patologías. Si se vuelve demasiado rígida o, por el contrario, demasiado frágil, puede alterar el comportamiento de las células. Esto puede favorecer enfermedades como el cáncer o la fibrosis. Al reproducir estas tensiones en el laboratorio, los investigadores esperan identificar con mayor precisión las anomalías y mejorar los diagnósticos, o incluso diseñar nuevos enfoques terapéuticos.
Fuente: Lab on a Chip