Los tejidos y órganos del cuerpo humano comienzan a formarse en el útero y pueden continuar desarrollándose durante la infancia. Sin embargo, en la edad adulta, la mayoría de las instrucciones moleculares utilizadas para guiar el crecimiento y el desarrollo han desaparecido, por lo que algunos tejidos, como los nervios, no pueden sanar después de una lesión o enfermedad.
Algunos investigadores esperan superar este problema transformando células adultas y ayudando a establecer nuevas conexiones entre ellas. Investigadores de Nature of the University of California, San Francisco (UCSF), han diseñado células que contienen moléculas de adhesión personalizadas que pueden unirse a células asociadas específicas de una manera precisa y predecible para formar una colección multicelular compleja.
Según Wendell Lim, autor correspondiente del artículo y director del Instituto de Diseño Celular de la Universidad de California, San Francisco, estas células son como "pegamento celular", donde los investigadores pueden controlar con qué células interactúan y controlar la naturaleza de la interacción. "Esto abre la puerta a la construcción de nuevas estructuras, como tejidos y órganos".
Los diferentes tejidos del cuerpo humano tienen diferentes propiedades, que dependen principalmente de la forma en que las células se unen dentro de los diferentes tejidos, y la diferencia más intuitiva incluye la tensión de las células que se unen entre sí. Por ejemplo, en órganos sólidos como el pulmón o el hígado, muchas células se unen fuertemente. Pero en el sistema inmunitario, las células están menos unidas, lo que permitirá que fluya a través de los vasos sanguíneos o entre células estrechas, como la piel o el tejido de los órganos, para llegar al patógeno o la herida.
El autor principal del artículo, Adam Stevens, investigador del Instituto de Diseño Celular de la UCSF, dijo: "Estamos diseñando formas de controlar diferentes tejidos celulares, que son cruciales para sintetizar todo tipo de tejidos especiales". de moléculas de adhesión.
Las moléculas de adhesión celular están muy extendidas en los organismos multicelulares y pueden combinar billones de células en patrones altamente organizados para formar varios tipos de estructuras específicas, crear circuitos neuronales y dirigir las células inmunitarias hacia los objetivos. Las moléculas de adhesión también facilitan la comunicación entre las células y desempeñan un papel clave en múltiples clases de procesos, como el desarrollo de tejidos, el tráfico de células inmunitarias y el sistema nervioso.
Para lograr un control preciso de la unión celular, los investigadores desarrollaron moléculas sintéticas de adhesión celular (synCAM). Cada molécula contiene dos partes. La primera parte actúa como un receptor externo de la célula que se utiliza para determinar con qué células interactuará. La segunda parte está dentro de la célula y se usa para regular la fuerza de formación del enlace. Estas dos partes se pueden mezclar y combinar de forma modular para crear una serie de moléculas de adhesión celular sintéticas personalizadas (synCAM) que les permiten combinar varias clases de células de diferentes maneras.
Según los investigadores, estas moléculas personalizadas producen interacciones intercelulares con propiedades de adhesión similares a las interacciones naturales. Este conjunto de herramientas de moléculas de adhesión permite la programación y el montaje racionales de nuevas estructuras multicelulares, e incluso la remodelación sistemática de tejidos naturales.
Además, dado que la adhesión celular es una de las funciones clave en la evolución de los animales y otros organismos multicelulares, estas moléculas de adhesión personalizadas pueden proporcionar más información sobre los cambios en el desarrollo de organismos unicelulares a organismos multicelulares y generar nuevos conocimientos sobre los procesos evolutivos de diferentes clases. de interfases intercelulares.
"Es emocionante que los investigadores puedan aprender más sobre el proceso de formación y construcción del cuerpo", dijo Stevens. "Nuestro trabajo revela una herramienta molecular de adhesión flexible donde podremos guiar el ensamblaje de células en varios tipos de tejidos y órganos". Este es uno de los objetivos a largo plazo de la medicina regenerativa.
