El escutoide: una nueva forma geométrica descubierta en las células

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.
Una nueva forma geométrica ha sido descubierta en las células de la piel por un equipo internacional de investigadores. El estudio, que ha sido publicado en Nature Communications, finalmente explica cómo la naturaleza empaqueta las células de manera eficiente en estructuras tridimensionales. A medida que los animales se desarrollan, la flexión de los tejidos contribuye a dar forma a los órganos en complejas estructuras tridimensionales. Los bloques de construcción de estas estructuras son células epiteliales, las cuales se agrupan para formar la piel y el revestimiento de los vasos sanguíneos y los órganos.
Durante un tiempo se había supuesto que estas células adoptaban formas prismáticas o piramidales para formar estas estructuras, pero nadie estaba seguro ya que solo se habían examinado secciones finas. "Es difícil imaginar estas pequeñas estructuras en 3D", dice Luis Escudero de la Universidad de Sevilla, España. Ahora, Escudero y un equipo de investigadores han analizado detalladamente este rompecabezas de empaquetamiento de células. Para ello modelaron tejidos curvados donde las células tenían que "pavimentar" superficies con áreas muy diferentes en su parte superior e inferior. En particular, el equipo quería explicar un hallazgo extraño de investigaciones previas que muestran que las células epiteliales pueden tener diferentes tipos de vecinos en sus superficies superior e inferior. Los científicos descubrieron que la única forma de lograr este patrón era que las células adoptaran una forma de prisma particular con cinco bordes en la parte superior, seis en la parte inferior y con uno de los bordes laterales divididos en forma de Y.
Luis Escudero (Universidad de Sevilla, España), Javier Buceta (Universidad de Lehigh, EE. UU.), Pedro Gómez-Gálvez, Pablo Vicente-Munuera y científicos del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo Los investigadores supusieron que esta forma ya habría sido descrita por los matemáticos, pero una búsqueda detallada reveló que no. "Luego tuvimos que encontrar un nombre", dice Escudero. Eligieron “escutoide” porque la forma se parecía a la parte de atrás de algunos escarabajos que se llama “scutum”. La estructura propuesta sí existía en los tejidos reales  Luego, el equipo buscó si esta forma existía en los tejidos reales y encontró que el 75% de las células epiteliales en las glándulas salivales de la mosca de la fruta Drosophila eran escutoides, del mismo modo, el 50% de estas células estaban en los pliegues de su embrión en desarrollo. Hubo una mayor proporción de escutoides en los tejidos curvos. Los escutoides también se identificaron en tejidos de pez cebra, y un control preliminar los encontró también en células de mamíferos, lo que indica que son herramientas ampliamente utilizadas por la naturaleza para crear estructuras curvas. "Cuando vimos la forma en los modelos computacionales, fue sorprendente. Nos sorprendió aún más cuando lo vimos en tejidos reales", dice Escudero. "Además de este aspecto fundamental de la morfogénesis", escriben los investigadores en el estudio, "la capacidad de diseñar tejidos y órganos en el futuro se basa críticamente en la capacidad de comprender, y luego controlar, la organización tridimensional de las células", añaden. "Por ejemplo, si está buscando cultivar órganos artificiales, este descubrimiento podría ayudarlo a construir un andamio para fomentar este tipo de empaquetamiento de células, imitando con precisión la forma de la naturaleza de desarrollar tejidos de manera eficiente", explicó Javier Buceta de Universidad de Lehigh, EE. UU. Como mencionan los autores, el conocimiento a detalle de las formas geométricas que tienen las células podrá ayudar a diseñar, imprimir y probar nuevos tejidos impresos en 3D. El caso más reciente fue el de una cornea impresa por investigadores británicos.