En un artículo publicado en Cartas de revisión física , Los científicos de Bristol han respondido a la pregunta fundamental:"¿Es posible moverse sin ejercer fuerza sobre el medio ambiente?", describiendo la autopropulsión sin tracción de la materia activa.

Comprender cómo se mueven las células de forma autónoma es una cuestión fundamental tanto para los biólogos como para los físicos.

Los experimentos sobre la motilidad celular se realizan comúnmente observando el movimiento de una célula en un portaobjetos de vidrio bajo un microscopio.

En esas condiciones, se observa que las células se "arrastran" por la superficie. El gateo es bien conocido:las células se adhieren a la superficie y usan estos puntos de anclaje para empujarse hacia adelante (como gatear por el suelo). Sin embargo, el rastreo es muy ineficaz in vivo, donde las células se mueven a través de complejos entornos 3-D.

Científicos de la Escuela de Matemáticas de Bristol han identificado un mecanismo de propulsión diferente particularmente adecuado para el movimiento celular en los tejidos, uno que no depende de la transmisión de fuerza a través de puntos de anclaje.

Descubrieron que la autopropulsión sin tracción (fuerza local en el entorno circundante) es posible si estás hecho de materia "activa", como son las células. Describen cómo una gota de materia activa puede moverse hacia adelante en un canal estrecho sin ejercer ninguna fuerza sobre las paredes que la rodean.

Autor principal, Dra. Aurore Loisy, dijo:"El movimiento sin tracción es muy contrario a la intuición. Nos emocionamos mucho cuando nos dimos cuenta de que no solo es posible, pero también que proporciona una explicación plausible a un problema tan importante como la motilidad celular en los tejidos.

"Además, Parte de la belleza de esta autopropulsión sin tracción radica en el hecho de que se describe mediante una solución analítica de notable e inusual sencillez. Debido a la complejidad (no linealidad) de las ecuaciones que describen la materia activa, ¡no esperábamos terminar con algo tan simple! "

La materia activa es un tipo especial de materia, omnipresente en biología, en el que la energía metabólica se convierte constantemente en energía mecánica. Esta capacidad de generar fuerzas mecánicas internamente, en la mayor parte, es lo que permite que la gota se mueva sin ejercer fuerzas en sus límites (las paredes).

El Dr. Loisy agregó:"Una gota de materia activa que se mueve a través de pequeños huecos es un modelo mínimo para comprender la motilidad celular en los tejidos, que son entornos abarrotados con geometrías intrincadas.

"El mecanismo que descubrimos proporciona una posible explicación a la cuestión abierta de cómo se mueven las células en esos entornos. Esta motilidad es crucial para una multitud de procesos fisiológicos en los organismos vivos". incluida la respuesta inmune y la cicatrización de heridas, y su desregulación es clave para la diseminación del cáncer (metástasis) ".

El siguiente paso es observar este fenómeno de forma experimental, utilizando una gota de extractos de células en un microcanal diseñado específicamente.