Un equipo de investigadores de Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC) y de la Universidad Politècnica de Catalunya (UPC) ha descubierto que en los tejidos vivos se produce fracking celular. Los científicos creen esta técnica se podrá aplicar para causar pequeñas fracturas reversibles en tejidos de difícil acceso y utilizarlas para suministrar fármacos de forma controlada.
El descubrimiento del fracking en tejidos vivos abre la puerta a nuevas aplicaciones biotecnológicas. Según Xavier Trepat, investigador principal del grupo de Dinámica Integrativa de Células y Tejidos del IBEC que ha liderado el estudio, publicado hoy en la revista Nature Materials. “Una de estas aplicaciones sería la liberación selectiva de fármacos. Se podría utilizar esta técnica para causar pequeñas fracturas reversibles en tejidos de difícil acceso, y utilizar estas fracturas para suministrar fármacos de forma controlada”, desaca.
El concepto de fractura hidráulica o fracking, que se refiere habitualmente al uso de fluidos altamente presurizados para fracturar el subsuelo y liberar petróleo y gas, ha pasado de ser un desconocido de la opinión pública a jugar un papel clave en el panorama energético y geopolítico. Gracias a este estudio, ahora también sabemos que este fenómeno juega un papel relevante en los tejidos epiteliales: los que recubren las superficies internas y externas de nuestro organismo.
Fracturas reversibles
Las consecuencias del fracking en el subsuelo y en los tejidos vivos son distintas. “La ruptura del subsuelo de la tierra es irreversible, mientras que el cuerpo es capaz de reparar las rupturas hidráulicas en menos de cinco minutos”, afirma Laura Casares, primera autora del artículo. “Por este motivo, en condiciones normales las presiones hidráulicas que se generan en el cuerpo no causan ningún problema. Pero en condiciones patológicas o en tejidos envejecidos, el fracking podría causar o agravar enfermedades inflamatorias que se caracterizan por la infiltración de fluido en los tejidos”.
El equipo investigador ha desarrollado nuevas tecnologías para someter tejidos epiteliales a deformaciones mecánicas. “Queríamos entender cómo se comportan los tejidos vivos en respuesta a las deformaciones que experimentan como consecuencia del latido del corazón o de la respiración pulmonar”, explica Xavier Trepat. “Esperábamos que frente a deformaciones muy grandes los tejidos se fracturarían por exceso de tensión, tal y como otros científicos habían propuesto anteriormente. Sorprendentemente, descubrimos que se fracturaban por fracking”.
Experimentos
Para llegar a esta conclusión los investigadores combinaron los experimentos con el desarrollo de nuevos modelos teóricos. “El comportamiento del material fibroso que envuelve las células, llamado matriz extracelular, es muy parecido al de una esponja”, afirma Marino Arroyo, profesor del departamento de Matemática Aplicada de la UPC y autor de la parte teórica del estudio. “Cuando comprimimos una esponja, ésta libera agua. Lo mismo pasa cuando comprimimos los tejidos de nuestro cuerpo: liberan agua y cuando ésta impacta contra las células crea fracturas hidráulicas”.
Referencia bibliográfica:
Laura Casares, Romaric Vincent, Dobryna Zalvidea, Noelia Campillo, Daniel Navajas, Marino Arroyo & Xavier Trepat. “Hydraulic fracture during epithelial stretching”. Nature Materials (Febrero 2015)
Más de 40 artículos en las distintas revistas del grupo Nature presentan hoy los resultados parciales del ambicioso proyecto de mapear los 37 200 millones de estas unidades fundamentales de la vida. Una tarea compleja que requiere combinar técnicas de genómica e inteligencia artificial para estudiar con gran resolución las firmas moleculares de un amplio abanico de células, como las que forman la placenta.
La relación entre la contaminación del aire y el aumento del riesgo de desarrollar esta patología y otras demencias no es nueva. Un nuevo trabajo pretende revelar por qué las partículas finas (PM2.5) han sido vinculadas con cambios negativos en la salud cerebral.
