Crean un pegamento celular capaz de curar heridas y regenerar tejidos

Diseñan moléculas sintéticas que se adhieren a las células y que suponen un gran avance en la medicina regenerativa porque pueden actuar como un “pegamento celular” que ayudaría a curar heridas y a regenerar tejidos.
Una persona aplicándose 'pegamento' para curar una herida

13/12/2022

Los tejidos y órganos de nuestro cuerpo se empiezan a formar en el útero materno y continúan su desarrollo durante la infancia, pero al llegar a la edad adulta, muchas de las instrucciones moleculares que dirigen estos procesos generativos ya han desaparecido y algunos tejidos, como los nervios, no pueden curarse si sufren una lesión o una enfermedad.

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Sin embargo, en el organismo existen de manera natural moléculas adhesivas que se encargan de mantener unidas a decenas de billones de células en patrones organizados y un grupo de científicos de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) ha diseñado moléculas que actúan como “pegamento celular”, capaces de dirigir de manera precisa la forma en la que las células se unen entre sí. Este hallazgo constituye un gran paso hacia la elaboración de tejidos y órganos, un objetivo clave de la medicina regenerativa, y la curación de heridas.

Las moléculas adhesivas naturales forman estructuras, crean circuitos neuronales y guían a las células inmunitarias hacia sus objetivos. La adhesión favorece además la comunicación entre las células para que el cuerpo siga funcionando como un todo autorregulado. Los autores del nuevo estudio –publicado en Nature– han diseñado células que contienen moléculas de adhesión personalizadas que se unían con células asociadas específicas de formas predecibles para formar conjuntos multicelulares complejos.

Las células que hemos diseñado “abren la puerta a la construcción de estructuras novedosas como tejidos y órganos”

“Pudimos diseñar células de una manera que nos permite controlar con qué células interactúan y también controlar la naturaleza de esa interacción”, ha destacado el autor principal Wendell Lim, PhD, Profesor Distinguido de Byers de Farmacología Celular y Molecular y director del Instituto de Diseño Celular de la UCSF. “Esto abre la puerta a la construcción de estructuras novedosas como tejidos y órganos”.

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Ingeniería de células adultas para regenerar el cuerpo

La adhesión celular desempeñó un papel crucial en la evolución de los animales y otros organismos multicelulares, y las moléculas de adhesión personalizadas pueden proporcionar una comprensión más profunda de cómo dio comienzo el camino de los organismos únicos a los multicelulares. La ingeniería de células adultas permitiría realizar nuevas conexiones y recuperar la capacidad regenerativa que pierde nuestro cuerpo con el paso de los años. Para ello, es imprescindible diseñar con precisión cómo las células interactúan entre sí.

“Las propiedades de un tejido, como la piel, por ejemplo, están determinadas en gran parte por cómo se organizan las diferentes células dentro de él”, ha explicado Adam Stevens, miembro de Hartz en el Cell Design Institute y primer autor del artículo. “Estamos ideando formas de controlar esta organización de las células, que es fundamental para poder sintetizar tejidos con las propiedades que queremos que tengan”.

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La fuerza con que están unidas sus células es una característica determinante de los tejidos. Así, en un órgano sólido, como un pulmón o un hígado, muchas de las células estarán unidas con bastante fuerza. Pero en el sistema inmunitario, los enlaces más débiles permiten que las células circulen por los vasos sanguíneos o se deslicen entre las células fuertemente unidas de la piel o los tejidos de los órganos para alcanzar un patógeno o una herida.

Los investigadores pretendían obtener esa calidad de unión celular y para ello diseñaron sus moléculas de adhesión en dos partes. Una parte de la molécula actúa como receptor en el exterior de la célula y se encarga de determinar con qué otras células interactuará. Una segunda parte, en el interior de la célula, sintoniza la fuerza del vínculo que se forma. Las dos partes se pueden mezclar y combinar de forma modular, creando una matriz de celdas personalizadas que se unen de distintas maneras en todo el espectro de tipos de celdas.

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Stevens ha explicado que los descubrimientos que han hecho tienen además otras aplicaciones ya que, por ejemplo, los científicos podrían diseñar tejidos para simular estados de enfermedad y que resultara más fácil estudiarlos en tejidos humanos. “Es muy emocionante que ahora entendamos mucho más acerca de cómo la evolución pudo haber comenzado a construir cuerpos”, afirma. “Nuestro trabajo revela un código de adhesión molecular flexible que determina qué células interactuarán y de qué manera. Ahora que estamos empezando a entenderlo, podemos aprovechar este código para dirigir cómo las células se ensamblan en tejidos y órganos. Estas herramientas podrían ser realmente transformadoras”.

Actualizado: 13 de diciembre de 2022

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