¿Cómo logra un organismo en formación que millones de células encuentren su lugar exacto en el cuerpo? La pregunta central en biología del desarrollo, ha sido abordada durante décadas por la comunidad científica. Un nuevo estudio internacional, publicado en la revista Nature Communications Physics y con la participación del académico del Departamento de Física (DFI) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, Dr. Ignacio Bordeu, entrega una pieza clave para entender este proceso: las células no solo se mueven, sino que recuerdan hacia dónde hacerlo.
La investigación se centra en el fenómeno conocido como segregación celular o cell sorting, mediante el cual las células se organizan espacialmente según su tipo o función, un proceso fundamental para la formación de tejidos y órganos. Si bien se sabía que la movilidad celular influye en esta organización, los mecanismos precisos que permiten esta segregación no estaban completamente comprendidos.
El equipo descubrió que un cambio en la persistencia del movimiento celular -es decir, en la capacidad de una célula para mantener una dirección- es suficiente para explicar cómo se agrupan poblaciones celulares, “Cuando dos células de distinto tipo se encuentran una de ellas puede ´dispararse y alejarse´. Esto ocurre porque adquiere una especie de memoria espacial que le indica hacia donde moverse”, explica Ignacio Bordeu.
Este mecanismo se activa tras el contacto entre células distintas, generando una reorganización interna de proteínas que define una dirección preferente de movimiento. “La célula recuerda dónde ocurrió el contacto y se mueve en sentido opuesto durante un tiempo, lo que le permite reencontrarse con células de su mismo tipo”, detalla el investigador.
El hallazgo fue validado mediante experimentos in vitro con células humanas HEK293 modificadas genéticamente, junto con modelamiento teórico y simulaciones numéricas. Los resultados muestran que este mecanismo, por sí solo, puede generar segregación celular en tiempos muy cortos, del orden de horas.
Más allá de su relevancia en física y biología fundamental, este descubrimiento abre nuevas perspectivas en el estudio de procesos complejos como el desarrollo embrionario y la regeneración de tejidos. “La correcta organización especial de las células es esencial para que los tejidos funcionen adecuadamente. Si ese proceso falla, pueden aparecer enfermedades”, señala Bordeu.
En ese contexto, el estudio también ofrece claves para comprender fenómenos como el envejecimiento y el cáncer. En este último caso, una de las características principales es la pérdida de organización estructural en los tejidos. “El cáncer es, en muchos sentidos, una desregulación. Entender cómo las células sanas se organizan nos permite identificar qué mecanismos dejan de funcionar en células enfermas, lo que podría ayudar a desarrollar nuevas estrategias terapéutica”, afirma Bordeu.
Asimismo, el trabajo sugiere que pequeños cambios a nivel molecular -como variaciones en proteínas o en la expresión genética- pueden escalar hacia alteraciones significativas en la estructura y función de los tejidos. Este vínculo entre lo microscópico y lo macroscópico resulta clave para comprender procesos asociados al envejecimiento.
Con este avance, el equipo no solo aporta evidencia experimental a un problema no resuelto en física y biología, sino que también establece un marco físico mínimo para entender la organización celular. Un paso hacia descifrar cómo, a partir de interacciones locales entre células, emergen las complejas estructuras que sostienen la vida.
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