Las estructuras biológicas complejas como los ojos, las manos o el cerebro todavía son un misterio para los científicos que aun esperan descubrir la técnica que les permita sanar tejidos dañados o regenerar órganos enfermos. Ahora, un estudio impulsado por la Universidad de California-San Francisco (UCSF) y publicado en su propia web y en la revista Science, un grupo de investigadores han descubierto la posibilidad de programar grupos de células para que se auto-organicen en estructuras multicelulares que se asemejen a organismos simples o a las primeras etapas del desarrollo embrionario.
En el estudio se observó que, al mismo tiempo en el que se forman las estructuras biológicas, las células se comunican entre sí y toman decisiones colectivas y coordinadas sobre cómo organizarse estructuralmente. Para imitar ese proceso, se creó una molécula sintética personalizable artificialmente que permitió a los expertos programar células que responden a señales de comunicación célula-célula específicas con programas genéticos hechos a medida.
El estudio pretende imitar el proceso natural en el que se forman las estructuras biológicas
Gracias a la molécula sintética, bautizada como synNotch, los investigadores pudieron diseñar células que respondían a señales de las células vecinas, lo que provocó que las mismas cambiaran de color y se auto-organizaran en estructuras de varias capas similares a organismos simples o en tejidos en desarrollo. Varios experimentos basados en esta técnica demostraron que existe la posibilidad de que se formen tejidos y cada vez de formas más complejas a través de la programación celular.
Los resultados recogen que las células iniciadoras simples podrían programarse para que se desarrollen a lo largo del tiempo hasta formar estructuras más complejas, al igual que un solo óvulo fertilizado se divide y diferencia para formar diferentes partes del cuerpo y distintos tejidos como piel, músculo, nervio y hueso.
Los investigadores programaron células para "autoensamblarse" en estructuras complejas como la de esta imagen, con tres capas de diferentes colores:
La molécula artificial (SynNotch) fue desarrollada originalmente en el laboratorio de Wendell Lim (autor principal del estudio y profesor de Byers en el Departamento de Farmacología Celular y Molecular en la UCSF) por el coautor Kole Roybal, profesor asistente de Microbiología e Inmunología en la UCSF y Leonardo Morsut, profesor asistente de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa en la Universidad del Sur California y coautor el informe.