Tuesday, February 07, 2023 Arturo Rubio Torres

Ignacio Antonio Bordeu Weldt

Un estudio reciente ha investigado los procesos subyacentes en la formación de tejidos de los denominados órganos ramificados, que cumplen la función crucial de transportar fluidos vitales en los seres vivos. A partir de las células madre, los investigadores de la Universidad de Chile y de la University of Cambridge han logrado comprender mejor cómo se desarrollan estos tejidos. En la siguiente fase de su trabajo, la intención es simular computacionalmente la evolución de la estructura ramificada.


El Dr. Ignacio Antonio Bordeu Weldt, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, quien fue coautor del estudio, publicado con Lemonia Chatzeli, PhD en biología de la Universidad de Cambridge. explica al respecto: "En este trabajo desciframos cómo las células madre se organizan para formar órganos ramificados, enfocándonos en las glándulas salivales. Los órganos de este tipo, como pulmones, riñones, páncreas e hígado, son críticos para el correcto funcionamiento del cuerpo de cualquier animal".

Los órganos ramificados son aquellos que presentan una estructura similar a un árbol, compuesta por ductos que se dividen en varios ramales. La función principal de estos órganos es transportar fluidos vitales a través de sus ramificaciones hacia los seres vivos. Todo comienza con un solo ducto inicial, que se bifurca repetidas veces para formar la compleja red de ramas y ductos que conforman el órgano ramificado. Es por ello que el Dr. Bordeu Weldt resalta que:"entender cómo se forman y cuáles son las jerarquías celulares que los mantienen, pudiendo abrir las puertas a nuevas terapias para corregir malformaciones durante el desarrollo embrionario o la adultez".

El desarrollo de los órganos en cuestión es un proceso muy complejo que involucra factores físicos y biológicos. Por lo tanto, la investigación se realizó a través de una abordaje interdisciplinario que combinaba la biología y la física. El objetivo era comprender cómo la jerarquía celular permite la formación de las glándulas salivales en ratones, y cómo la activación de genes cancerígenos afecta su desarrollo. Para ello, se utilizaron técnicas estadísticas para analizar los datos y determinar las propiedades dinámicas celulares durante el desarrollo, y cómo éstas afectan la distribución de células tanto en tejidos saludables como en aquellos afectados por el cáncer en la edad adulta.

Ignacio Bordeu destaca que: "En particular, buscamos simplificar los problemas a su expresión más básica, lo que le permite extraer los ingredientes esenciales para que ocurra algún fenómeno. Aplicado a biología, ello nos permite encontrar mecanismos que son universales, es decir, que se observan en un gran número de organismos, y hacer predicciones sobre la dinámica de crecimiento de tejidos. Una capacidad exclusiva de las ciencias exactas como la física y las matemáticas".

 

EQUIPO DE INVESTIGADORES

 

AUTORES INSTITUCION
Lemonia Chatzeli
  1. Wellcome Trust, Cancer Research UK Gurdon Institute, University of Cambridge.
  2. Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge.
Ignacio Bordeu
  1. Wellcome Trust, Cancer Research UK Gurdon Institute, University of Cambridge.
  2. Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge.
  3. Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile.
Seungmin Han
  1. Wellcome Trust, Cancer Research UK Gurdon Institute, University of Cambridge.
  2. Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge.
Sara Bisetto Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge.
Zahra Waheed Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge.
Bon-Kyoung Koo Center for Genome Engineering, Institute for Basic Science.
Maria P. Alcolea
  1. Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge.
  2. Department of Oncology, University of Cambridge.
Benjamin D. Simons
  1. Wellcome Trust, Cancer Research UK Gurdon Institute, University of Cambridge.
  2. Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge.
  3. Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge.


Antes de este estudio, se creía que la formación de las glándulas salivales dependía de la interacción entre diferentes tipos de células. No obstante, no se entendía bien cómo estas células interactuaban entre sí ni cómo surgian de un pequeño grupo de células madre iniciales. También había una falta de conocimiento acerca de cómo la dinámica celular estaba relacionada con la organización y la topología a gran escala del árbol ramificado. Este trabajo ha logrado comprender estas cuestiones.

 


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