Un simple corte del dedo pone en movimiento una serie compleja de interacciones entre tipos de células. Dos tipos de células en particular, llamados macrófagos y fibroblastos, trabajan juntos para limpiar y reparar las fibras destruidas por el corte.

Mientras lo hacen, se influyen mutuamente, Influyen en el entorno microscópico que los rodea, y están influenciados por esa reacción, todo en la búsqueda silenciosa de curar la herida.

Pero se sabe poco sobre estos entornos y cómo los macrófagos y los fibroblastos se ayudan o inhiben entre sí cuando se mueven a través de un entorno de tejido fibroso e interconectado. Investigadores de Virginia Tech publicaron recientemente un estudio que relata conexiones e influencias previamente desconocidas entre estas células y sus entornos, un avance que puede ayudar con el desarrollo de dispositivos biomédicos que responden de manera más efectiva a heridas o tumores.

"Un aspecto importante de nuestra investigación es que realmente ilustra la complejidad de todos estos componentes diferentes dentro del cuerpo de una persona, "dijo Andrew Ford, un doctorado estudiante de ingeniería química y primer autor del artículo.

La información obtenida por la investigación del equipo podría orientar el diseño de soluciones biomédicas para atacar tumores o tratar heridas más rápidamente mediante la manipulación del entorno de los macrófagos y fibroblastos.

Si bien ya se están explorando aplicaciones con estas ideas, la investigación publicada recientemente proporciona validación además de una mirada más cercana a las interacciones entre las células y las variables de su entorno.

Los macrófagos y fibroblastos existen en el tejido conectivo de los humanos, que se encuentra debajo de la capa externa de piel. Este tejido conectivo forma un espacio, la matriz extracelular, que proporciona soporte estructural para otros tejidos del cuerpo.

Dentro de esta matriz, los fibroblastos existen para secretar proteínas que acumulan y reparan el tejido conectivo o rompen las matrices para ayudar a disolver las proteínas y permitir el movimiento. Macrófagos sin embargo, tienden a atacar el material que es extraño o que parece estar en el lugar equivocado.

Cuando trabajamos juntos, los fibroblastos forman largos, Túneles tridimensionales, que luego son utilizados por los macrófagos para moverse.

En el caso de una herida o corte en el dedo, los macrófagos se activan y pasan a la ofensiva, devorando los tejidos desplazados del corte. Mientras tanto, los fibroblastos actúan rápidamente para secretar proteínas y reparar el área dañada.

En ausencia de fibroblastos, Los investigadores encontraron que los macrófagos no podían moverse cuando el entorno fibroso estaba muy densamente conectado. Cuando se opera con fibras comparativamente más sueltas, los fibroblastos alineaban las fibras de una manera que producía pistas para que las siguieran los macrófagos.

"Este estudio proporciona una comprensión fundamental de cómo estos dos tipos de células trabajan con cada uno para moverse en una estructura de tejido interconectada, "dijo Padma Rajagopalan, el Profesor Robert E. Hord Jr. de Ingeniería Química y director del Programa Interdisciplinario de Educación para Graduados en Ingeniería Computacional de Tejidos.

Los fibroblastos utilizaron procesos químicos y mecánicos para formar túneles y alinear fibras. En su estudio, los investigadores demostraron que los procesos químicos pueden haber jugado un papel más importante en la formación de túneles que los procesos mecánicos.

Ambas células trabajaron juntas para limpiar los escombros que resultaron de la formación del túnel, mostrando una coordinación entre estas dos células a medida que se mueven en una estructura similar a un tejido. Juntos, las dos celdas, guiado por las condiciones de la matriz extracelular en la que existen, pueden ayudarse o inhibirse mutuamente.

"Es todo este ciclo en cascada, "Dijo Ford.

La manipulación del entorno alrededor de estas células podría conducir a avances en los tratamientos para heridas y tumores, especialmente tumores dentro de los tejidos del pulmón y la mama. que se asemejan más a las condiciones de la fibra en la configuración experimental.