Durante mucho tiempo, los científicos se han preocupado por comprender cómo se mueven las células, por ejemplo, en la búsqueda de nuevas formas de controlar la propagación del cáncer. El campo de la biología continúa iluminando los procesos infinitamente complejos mediante los cuales las colecciones de células se comunican, adaptan y organizan a lo largo de rutas bioquímicas.

Volviendo a las leyes de la física, los investigadores del Instituto de Biología de Sistemas de Yale han analizado de nuevo cómo se mueven las células, revelando similitudes entre el comportamiento del tejido celular y las gotas de agua más simples.

"Tomamos una perspectiva diferente sobre cómo el movimiento celular está determinado por las propiedades de los tejidos en los que se encuentran en lugar de cómo actúan individualmente", dijo Michael Murrell, profesor asociado de Ingeniería Biomédica y Física y autor principal de una serie de artículos que describen el trabajo.

Publicado en Cartas de revisión física , los experimentos iniciales del grupo utilizaron técnicas mecánicas para medir la tensión superficial de una simple "bola" de tejido celular para revelar similitudes con las propiedades termodinámicas de las gotas de agua, pero con diferencias notables.

"Con una gota de agua, la tensión superficial es constante y no cambia con el tamaño de la gota", dijo Murrell. Sin embargo, los científicos descubrieron que, en el caso de una "gota" de células cancerosas, la tensión superficial dependía del tamaño:cuanto más pequeño era el tejido, mayor era la tensión superficial y mayor la presión dentro del tejido.

A continuación, el equipo aplicó un gradiente de tensión superficial para mostrar que las células dentro del tejido se movían rápida y colectivamente, de forma muy parecida a como se mueve la superficie del agua cuando se añade detergente. Sus hallazgos se publicaron en Physical Review Fluids .

Este llamado efecto "Marangoni" ocurre cuando las fuerzas en la superficie de un tejido impulsan el movimiento de las células en el interior.

Para completar el rompecabezas, los científicos permitieron que el tejido se adhiriera a una superficie, imitando la forma en que crece y se propaga un tumor. Las células emergieron de la bola de tejido como gotas de agua "mojando" una superficie receptiva o hidrofílica. En algunas condiciones, la humectación aumentó la presión interna del tejido, lo que ayudó a expulsar las células.

Publicado hoy en Physical Review X , estos hallazgos arrojan nueva luz sobre el grado en que las células "migran" o si la presión de la tensión superficial promueve el movimiento celular.

"Cuando piensas en algo que fluye, generalmente pensamos en un gradiente de presión", dijo Vikrant Yadav, científico investigador en Murrell Lab y coautor principal de los tres estudios. "Lo que mostramos aquí es que las propiedades a granel del tejido, incluidas la tensión superficial y la presión, son importantes cuando se trata de la capacidad de las células para migrar fuera de un tumor modelo". + Explora más

Investigadores desarrollan nueva forma de estudiar enfermedades neurodegenerativas