Un equipo de Washington University in St. Louis y Tsinghua University en Pekín ha identificado un mecanismo que explica por qué muchas enfermedades fibróticas progresan en rápidas etapas. Publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, el estudio emplea modelos computacionales para mostrar que la fibrosis puede aparecer de forma abrupta cuando las células atraviesan un punto de inflexión mecánico.
En los tejidos, la separación entre células —cuando cruza un umbral de unos pocos cientos de micrómetros— permite que las células se comuniquen mecánicamente y actúen de manera colectiva, compactando y endureciendo el tejido. Los autores comparan este fenómeno con transiciones de fase en física (por ejemplo, el agua que se congela a 0 C o el hierro que se vuelve ferromagnético por debajo de 770 C).
Xiangjun Peng describe cómo las fibras de colágeno pueden ser reclutadas y alineadas por fuerzas celulares, formando "bandas de tensión" que transmiten señales a distancia. El equipo define además la relación crítica de estiramiento (critical stretch ratio), que indica cuánto debe estirarse el colágeno antes de que las fibras se alineen y se endurezcan. El entrecruzamiento del colágeno, que aumenta con el envejecimiento y factores como la dieta y los productos finales de glicosilación avanzada, aumenta la activación celular pero reduce la distancia de transmisión mecánica.
Como consecuencia, los autores proponen enfoques terapéuticos que no solo ablanden el tejido sino que interrumpan la comunicación mecánica o impidan que las células se coordinen. Entre las estrategias señaladas están:
- Reducir el entrecruzamiento del colágeno
- Interrumpir la alineación de fibras o las bandas de tensión
- Modificar el microambiente físico mediante la dieta o biomateriales
El estudio recibió apoyo parcial del Human Frontier Science Program y de la Chinese Natural Science Foundation. Fuente: Washington University in St. Louis.
Palabras difíciles
- mecanismo — conjunto de causas o procesos que producen algo
- fibrosis — formación excesiva de tejido cicatricial en órganos
- umbral — valor o límite que activa un cambio
- transiciones de fase — cambio abrupto en propiedades físicas de materia
- bandas de tensión — estructuras de fibras alineadas que transmiten fuerza
- entrecruzamiento — unión química entre fibras que endurece tejido
- estiramiento — acción de alargar algo por fuerza o tensión
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Preguntas de discusión
- ¿Qué ventajas y riesgos ves en interrumpir la comunicación mecánica entre células como estrategia terapéutica?
- ¿De qué manera podrían cambios en la dieta influir en el microambiente físico y en el riesgo de fibrosis?
- ¿Qué desafíos prácticos imaginas al diseñar biomateriales que modifiquen el tejido para prevenir la fibrosis?
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