El conocimiento sobre cómo se comunican las células es una clave importante para comprender muchos sistemas biológicos y enfermedades. Un equipo de investigación dirigido por investigadores de la Universidad de Gotemburgo ha utilizado una combinación única de métodos para trazar un mapa de la comunicación celular. Sus hallazgos pueden por ejemplo mejorar potencialmente la comprensión del mecanismo subyacente detrás de la diabetes tipo 2.
Sabemos que la comunicación humana es importante, pero la comunicación entre las células de nuestro cuerpo es igualmente vital. Los procesos en los que las células sincronizan y coordinan su comportamiento son necesarios para que un organismo funcione y para que los órganos humanos puedan realizar sus funciones.
“¿Cómo pasan las células de los monólogos a los diálogos? ¿Cómo pasan las células de actuar como individuos a actuar como una comunidad? Necesitamos comprender mejor este comportamiento complejo y difícil de estudiar“, comenta Caroline Beck Adiels, profesora principal del Departamento de Física en la Universidad de Gotemburgo, en la ciudad del mismo nombre en Suecia.
Encontrando el mecanismo que se encuentra detrás de la comunicación celular
En el estudio “Intercellular communication induces glycolytic synchronization waves between individually oscillating cells“[1] publicado en la revista científica PNAS, los investigadores establecieron un método para estudiar la comunicación celular. En el estudio, se trazó con éxito un mapa con el mecanismo que se encuentra detrás de la comunicación celular en el proceso metabólico, utilizando pequeñas cámaras de cultivo que permiten el control del entorno alrededor de las células.
Los investigadores optaron por estudiar las células de levadura, ya que son similares a las células humanas, y se centran en las oscilaciones glucolíticas, una serie de reacciones químicas durante el metabolismo en las que la concentración de sustancias puede pulsar u oscilar. El estudio demostró cómo las células que inicialmente oscilan de forma independiente unas de otras, pasaron a estar más sincronizadas, creando poblaciones de células parcialmente sincronizadas.
“Uno de los elementos únicos de este estudio es que hemos podido estudiar células individuales en lugar de simplemente poblaciones de células completas. Esto nos ha permitido realmente observar cómo las células pasan de su comportamiento individual a la coordinación con sus vecinas. Hemos podido trazar un mapa de su comportamiento tanto temporal como espacialmente; es decir, cuándo ocurre algo y en qué celda”, comenta Beck Adiels.
Abriendo oportunidades para comprender la diabetes tipo 2
Según Beck Adiels, este conocimiento se puede aplicar en muchos otros sistemas biológicos y células más complejas donde el comportamiento celular coordinado juega un papel importante. Este tipo de comportamiento también se encuentra en células como las del músculo cardíaco y en las células pancreáticas, que pueden ser una pieza importante del rompecabezas en la investigación de la diabetes.
“El estudio puede contribuir a comprender cómo se regulan las células pancreáticas y cómo secretan insulina, lo que puede ayudarnos a comprender el mecanismo subyacente detrás de la diabetes tipo 2. Con el tiempo, esto podría contribuir al desarrollo de nuevos medicamentos para tratar la enfermedad“.
El estudio es una colaboración entre 8 investigadores de universidades suecas e internacionales, Caroline Beck Adiels enfatiza que este trabajo interdisciplinario ha sido fundamental para estudiar el comportamiento complejo de las células desde múltiples perspectivas.
Finalmente mencionó: “estoy muy orgullosa de este trabajo, que no hubiera sido posible completar si no hubiéramos colaborado en todas las disciplinas“.
Referencias
- Martin Mojica-Benavides, David D. van Niekerk, Mite Mijalkov, Jacky L. Snoep, Bernhard Mehlig, Giovanni Volpe, Mattias Goksör, Caroline B. Adiels; Intercellular communication induces glycolytic synchronization waves between individually oscillating cells; Proceedings of the National Academy of Sciences Feb 2021, 118 (6) e2010075118; DOI: 10.1073/pnas.2010075118; Disponible en el URL https://www.pnas.org/content/118/6/e2010075118
