Mediante el estudio de los movimientos celulares los físicos descubrieron que los flujos migratorios son muy parecidos a los tejidos de cristal coloidal.

La investigación, llevada a cabo por investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) en la Universidad de Harvard y la Universidad de Florida, Estados Unidos, representa un avance en la comprensión científica de la curación de heridas, la metástasis del cáncer y el desarrollo embrionario.

Las células se mueven a menudo en una parte del cuerpo a otro. En un embrión en desarrollo, por ejemplo, las células de las tres capas germinales se organizan espacialmente de modo que las células que forman la piel al extranjero. Igualmente, cuando un tumor canceroso se expande, las células proliferan y empujar el otro lado. Cuando una herida se cura, las nuevas células tienen que moverse para reemplazar el tejido dañado.

Se sabe que las células llevan a cabo estos movimientos a través de reordenamientos citoesqueleto que les permiten extender, se recogió y se dividen. En algún momento durante la migración, sin embargo, el nuevo tejido se pone en su lugar y para.

"Estamos tratando de entenderlo desde un punto de vista fundamental", dice el líder del estudio David Weitz, profesor de física. "Lo que realmente estamos tratando de entender es: ¿por qué las cosas dejan de moverse?"

El vaso sobre la mesa no es el tipo de los utilizados en las ventanas - a pesar de que es parte de la categoría más amplia, que incluye todos los materiales amorfos que son viscosos lo suficiente como para seguir siendo sólida durante un período razonable de tiempo.

Crema de mantequilla se agita y se pasa a través de una especie de transición vítrea, como el aumento de la densidad de las partículas en la emulsión de grasa de manera que se convierte en sólido. Al igual que cualquier cristal, la mantequilla pierde su forma si la temperatura sube.

"Hemos estudiado lo suficiente," dice Weitz. "Tomamos las partículas pequeñas, y aumentar su concentración más y más hasta que deje de moverse y se convierten en un vaso - y entendemos cómo se comporta."

Las células vivas, sin embargo, añadir varios niveles de complejidad del sistema: varían en tamaño, forma y rigidez, dividir, perciben su entorno y llevar a cabo sus propias fuerzas en su entorno.

"Lo que es realmente sorprendente para nosotros en esta investigación con los tejidos", dice Weitz, "es que muchas de las características que presentan las partículas inertes a medida que aumenta la concentración también se exhiben por las células. Diferencia cualitativa real es que las partículas pequeñas se mueven sólo por el movimiento térmico, mientras que las células se mueven realmente ".

Para simular y estudiar la migración de tejido vivo, el equipo depositado miles de células epiteliales, en particular, células de riñón canino - en un gel de poliacrilamida que contiene la proteína colágeno. Los investigadores observaron a crecer y se mueven bajo un microscopio durante la medición de los movimientos de las células individuales y colectivos, así como los cambios en la densidad causada por la proliferación.

Se encontró que cuando las células están en una capa confluente (lo suficientemente cerca para tocar), el flujo se mueve como un líquido. Sin embargo, cuando la densidad celular aumenta después de un cierto límite, las células apretadas iniciar para inhibir el movimiento de la otra. Como resultado, algunas células son capaces de viajar en grupos, mientras que otros casi no se mueven. En otras palabras, se comportan como un líquido sobreenfriado o transición de una suspensión coloidal en un vidrio.

"Las implicaciones para los procesos biológicos son asombrosos", dice el autor principal Thomas E. Angelini, profesor asociado de la Universidad de Florida.

"Imagina un modelo de herida en la que se toman un gran grupo de células de la mitad de una capa confluente", dice. "Las células migran hacia el interior para llenar el vacío. Nuestros resultados demuestran que las células de baja densidad en el centro de la herida es análogo a un aumento de la temperatura del núcleo de un cristal molecular promover el flujo en la región más caliente. Se puede decir que una herida se funde como el cristal. "

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