Descubren cómo se pliega y mueve la pared del intestino

Este descubrimiento liderado por IBEC y apoyado por la Fundación ”la Caixa”, permitirá estudiar, en condiciones reproducibles y reales, enfermedades como el cáncer, la celiaquía o la colitis

Descubren cómo se pliega y mueve la pared del intestino
De izquierda a derecha: Xavier Trepat, Gerardo Ceada y Marino Arroyo. El equipo internacional liderado por Xavier Trepat, Profesor de Investigación ICREA en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) e Investigador CaixaResearch, en colaboración con el IRB, investigadores de las universidades UB y UPC en Barcelona, y el Instituto Curie en Paris.

El intestino humano está formado por más de 40 metros cuadrados de tejido, con multitud de pliegues en su superficie interna que recuerdan a valles y cimas montañosas, para conseguir, entre otros objetivos, aumentar la absorción de los nutrientes.

Tiene la particularidad de estar en constante renovación, lo que implica que aproximadamente cada 5 días se renuevan todas las células de su pared interna para garantizar el correcto funcionamiento intestinal.

Hasta ahora se sabía que esta renovación era posible gracias a las células madre que se encuentran protegidas en las llamados criptas o valles intestinales, y que dan lugar a nuevas células diferenciadas. Sin embargo, el proceso que lleva a la forma cóncava de las criptas y a la migración de las nuevas células hacia las cimas intestinales, hasta ahora resultaba desconocido.

Ahora, un equipo internacional liderado por Xavier Trepat, Profesor de Investigación ICREA en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) e Investigador CaixaResearch en colaboración con el IRB, investigadores de las universidades UB y UPC en Barcelona, y el Instituto Curie en Paris, ha descifrado el mecanismo por el cual las criptas adoptan y mantienen su forma cóncava, y cómo ocurre el movimiento de migración de las células hacia las cimas, sin que el intestino pierda su característica forma de pliegues.

El trabajo, publicado en la prestigiosa revista Nature Cell Biology, ha combinado modelización por ordenador, parte liderada por Marino Arroyo, profesor de la UPC, investigador asociado al IBEC y miembro del CIMNE, con experimentos con organoides intestinales de células de ratones, y muestra que ese proceso es posible gracias a las fuerzas mecánicas ejercidas por las células.

Una parte importante de este estudio ha sido apoyado por la Fundación ”la Caixa” en el marco del programa CaixaResearch. La entidad, además, ha becado al primer co-autor, Gerardo Ceada, para realizar su doctorado en el IBEC.

Utilizando células madre de ratón y técnicas de bioingeniería y mecanobiología, los investigadores han desarrollado mini intestinos, organoides que reproducen la estructura tridimensional de valles y cimas recapitulando las funciones del tejido in vivo. Utilizando tecnologías de microscopia desarrolladas en el mismo grupo han realizado, por primera vez, experimentos en alta resolución que han permitido obtener mapas en 3D mostrando las fuerzas ejercidas por cada célula.

El nuevo modelo de mini intestino permitirá estudiar, en condiciones reproducibles y reales, enfermedades como el cáncer, la celiaquía o la colitis, en que hay un descontrol en la multiplicación de las células madre o una desestructuración de los pliegues. Además, los organoides de intestino se pueden fabricar con células humanas y ser utilizados para el desarrollo de nuevos fármacos o en el estudio de la microbiota intestinal.

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