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(noticias nanowerk) Imagine un mundo dentro de su cuerpo donde células diminutas trabajan como obreras, construyendo y reparando estructuras de tejidos. Interactúan con su entorno, que incluye un marco llamado matriz extracelular (MEC). Este marco es como un sitio de construcción donde las células reciben instrucciones sobre qué hacer y cómo.
Ahora los científicos han explorado esta zona de construcción para entender cómo cambiar la rigidez de esta estructura, p. B. cuando se vuelve más suave o más dura, afecta a un tipo especial de células llamadas células madre. Estas células madre son como constructores de uso general que pueden transformarse en diferentes tipos de células para ayudar con las reparaciones.
¿Qué tiene eso de interesante? Imagínese si pudiéramos influir en el comportamiento de estas células simplemente cambiando la rigidez de su sitio de construcción.
![Cómo responden las células a la rigidez mecánica 3D](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64680_1.jpg)
En un estudio publicado recientemente en la revista Biomateriales (“La remodelación de la matriz celular asistida por rigidez desencadena programas reguladores de mecanotransducción 3D”), Dres. Akhilesh Gaharwar, profesor y director de investigación del Departamento de Ingeniería Biomédica, y el Dr. Irtisha Singh, profesora asistente en el Departamento de Biología Celular y Genética, está desarrollando una nueva clase de hidrogeles, un material gelatinoso, para estudiar cómo se mueven las células y responden a la rigidez.
Utilizaron nanopartículas para endurecer el andamio sin cambiar nada más. Es como agregar más vigas de soporte a un edificio sin reemplazar los ladrillos. Lo que encontraron fue fascinante.
«A medida que aumentó la rigidez del andamio, las células sufrieron cambios morfológicos y exhibieron un mayor comportamiento de proliferación, lo que sugiere una señalización de crecimiento acelerada», explicó Gaharwar. «Este fenómeno ilustra la ‘mecanotransducción 3D’, un proceso mediante el cual las células detectan y responden a las propiedades mecánicas de la matriz circundante».
Pero aquí se vuelve aún más emocionante. Cuando introdujeron células madre en este entorno más rígido, sucedió algo sorprendente. Estas células madre también detectaron el cambio de rigidez y se transformaron en células reparadoras especializadas listas para reparar cualquier daño.
«La mecanotransducción 3D actúa como un complejo mecanismo de comunicación celular con la matriz extracelular», explicó Singh. «Los cambios en la rigidez de la matriz transmiten diferentes señales que conducen a diferentes respuestas: en las células cancerosas, el aumento de la rigidez generalmente promueve fenotipos agresivos, mientras que en las células madre puede iniciar la diferenciación en linajes reparativos».
Este descubrimiento es increíblemente importante porque significa que podemos controlar el comportamiento de las células manipulando la rigidez de su entorno. En el contexto del cáncer, es como si pudiéramos enviar una señal para ralentizar las células cancerosas y alentar al equipo de reparación a intervenir y reparar el daño.
En términos simples, aprendemos a hablar el lenguaje de las células y les damos instrucciones cambiando la sensación de su entorno. Esto podría abrir nuevas formas de comprender y tratar el cáncer utilizando el poder de la mecanotransducción 3D. Aunque aún queda mucho por explorar, esta investigación ofrece esperanza para un futuro en el que tengamos mejores herramientas para combatir esta compleja enfermedad.
Otros empleados incluyen al Dr. Tanmay Lele, científica del Instituto de Investigación y Prevención del Cáncer de Texas (CPRIT) y profesora del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Texas A&M.
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