Cr\u00e9dito: Pixabay\/CC0 Dominio p\u00fablico <\/p>\n
\u00bfAlguna vez te has preguntado c\u00f3mo una esfera de c\u00e9lulas, la m\u00f3rula, da lugar a tejidos y \u00f3rganos con formas y arquitecturas fascinantes? El secreto est\u00e1 en la mec\u00e1nica de los tejidos embrionarios. Presentan un comportamiento viscoso (como un fluido) y el\u00e1stico (como un s\u00f3lido) dependiendo de las fuerzas que act\u00faan sobre ellos. En EPFL, Erik Mailand, Ph.D. estudiante, y Selman Sakar, profesor asistente de ingenier\u00eda mec\u00e1nica, han decidido aprovechar la reolog\u00eda de respuesta mec\u00e1nica de los grupos de c\u00e9lulas para dise\u00f1ar tejidos con morfolog\u00edas complejas de larga duraci\u00f3n. <\/p>\n
De la mec\u00e1nica unicelular a la organizaci\u00f3n multicelular<\/p>\n
Los bioingenieros llevan mucho tiempo estudiando tejidos animales con el objetivo de poder dise\u00f1ar r\u00e9plicas para la medicina regenerativa y la detecci\u00f3n de f\u00e1rmacos. Aunque existen t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n que recapitulan temporalmente la forma y estructura de los tejidos nativos, las morfolog\u00edas prescritas no son estables. Las c\u00e9lulas aplican continuamente fuerzas para organizarse a s\u00ed mismas y al andamio circundante en un estado energ\u00e9ticamente favorable, y sus actividades f\u00edsicas casi siempre alteran el orden. \u00abQueremos proporcionar a las c\u00e9lulas las se\u00f1ales mec\u00e1nicas adecuadas para que su estado deseado coincida con nuestro modelo para el tejido\u00bb, dice Sakar, director del Laboratorio de Sistemas MicroBioRob\u00f3ticos (MICROBS) de la EPFL. \u00abObservamos repetidamente que las c\u00e9lulas tienden a colapsar el tejido en una bola debido a la aparici\u00f3n de tensiones superficiales\u00bb. Por lo tanto, el grupo de investigaci\u00f3n de Sakar estudi\u00f3 el comportamiento tanto de las c\u00e9lulas individuales como de los tejidos microfabricados para comprender mejor los principios f\u00edsicos de la autoorganizaci\u00f3n. Sus hallazgos se publicaron recientemente en dos art\u00edculos separados en Advanced Materials.<\/p>\n
Los ingenieros primero realizaron experimentos de micromanipulaci\u00f3n rob\u00f3tica para ver c\u00f3mo las c\u00e9lulas responden a las fuerzas dentro de una matriz fibrosa. Con este fin, desarrollaron un microaccionador magn\u00e9tico del tama\u00f1o de una c\u00e9lula controlado de forma remota que se puede operar dentro de los tejidos. \u201cEsta plataforma nos permite descubrir las condiciones de carga que cambiar\u00edan la organizaci\u00f3n de las c\u00e9lulas. Estos experimentos tambi\u00e9n son importantes para comprender la aparici\u00f3n de enfermedades como la fibrosis y el c\u00e1ncer\u201d, dice Sakar. Los ingenieros crearon una r\u00e9plica digital uno a uno del sistema experimental para cuantificar las tensiones mec\u00e1nicas generadas por el microaccionador. \u00abUsamos el gemelo digital para probar virtualmente diferentes esquemas de actuaci\u00f3n mec\u00e1nica y dise\u00f1ar experimentos que revelar\u00edan nuevos conocimientos\u00bb, dice Fazil Uslu, autor principal del primer art\u00edculo.<\/p>\n
Transiciones de fase de las l\u00e1minas epiteliales<\/p>\n
Habiendo aprendido de los primeros experimentos, los ingenieros centraron su atenci\u00f3n en controlar las tensiones superficiales. Los epitelios son tejidos robustos que soportan la estructura de los embriones y \u00f3rganos y sirven como barreras contra los pat\u00f3genos. En particular, los epitelios pueden volverse el\u00e1sticos, pl\u00e1sticos y viscosos remodelando activamente las uniones c\u00e9lula-c\u00e9lula y modulando la distribuci\u00f3n de las tensiones locales. \u00abUsamos microfabricaci\u00f3n, mec\u00e1nica computacional, microscop\u00eda de l\u00e1minas de luz y una novedosa plataforma de micromanipulaci\u00f3n rob\u00f3tica para demostrar que los geles de col\u00e1geno cubiertos con una l\u00e1mina epitelial contigua pueden moldearse libremente usando fuerzas mec\u00e1nicas\u00bb, dice Mailand, autor principal del segundo art\u00edculo. El proceso implica transiciones reversibles de s\u00f3lido a fluido en la l\u00e1mina epitelial, y es compatible con t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n tanto aditivas como sustractivas. Los ingenieros demostraron la robustez y versatilidad de su estrategia al guiar el autoensamblaje de una variedad de tejidos moldeados, tallados y ensamblados a partir del material base.<\/p>\n
Este descubrimiento abre nuevas v\u00edas de investigaci\u00f3n en la ingenier\u00eda de tejidos. con la esperanza de que alg\u00fan d\u00eda los tejidos desarrollados en el laboratorio tengan la forma y la funci\u00f3n adecuadas para ser implantados en un paciente o utilizados para probar terapias. El descubrimiento tambi\u00e9n puede proporcionar una soluci\u00f3n al problema de la vascularizaci\u00f3n de los tejidos. A medida que aumenta el tama\u00f1o de los tejidos modificados, las c\u00e9lulas que residen en el n\u00facleo ya no tienen acceso al medio circundante y requieren, como nuestros \u00f3rganos, vasos sangu\u00edneos para la perfusi\u00f3n. \u00abNuestros hallazgos indican que podr\u00eda ser posible tallar t\u00faneles directamente en un tejido que eventualmente ser\u00eda estabilizado por las c\u00e9lulas circundantes para crear artificialmente redes flu\u00eddicas\u00bb. Sakar dice. Demostrar que las c\u00e9lulas endoteliales muestran caracter\u00edsticas de respuesta mec\u00e1nica similares a las de las c\u00e9lulas epiteliales es el pr\u00f3ximo objetivo del proyecto. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los investigadores arrojan nueva luz sobre la regulaci\u00f3n mec\u00e1nica de la homeostasis del tejido epitelial M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Fazil E. Uslu et al, Matrices extracelulares dise\u00f1adas con microaccionadores inal\u00e1mbricos integrados para estudiar mecanobiolog\u00eda, Materiales avanzados (2021). DOI: 10.1002\/adma.202102641<\/p>\n Erik Mailand et al, Ingenier\u00eda de tejidos con transiciones s\u00f3lido-fluido inducidas mec\u00e1nicamente, Materiales avanzados (2021). DOI: 10.1002\/adma.202106149 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Materiales avanzados <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cr\u00e9dito: Pixabay\/CC0 Dominio p\u00fablico \u00bfAlguna vez te has preguntado c\u00f3mo una esfera de c\u00e9lulas, la m\u00f3rula, da lugar a tejidos y \u00f3rganos con formas y arquitecturas fascinantes? El secreto est\u00e1 en la mec\u00e1nica de los tejidos embrionarios. Presentan un comportamiento viscoso (como un fluido) y el\u00e1stico (como un s\u00f3lido) dependiendo de las fuerzas que act\u00faan … Continuar leyendo \u00abIngenier\u00eda de tejidos usando mecanobiolog\u00eda y micromanipulaci\u00f3n rob\u00f3tica\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1850","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1850","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1850"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1850\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1850"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1850"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1850"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}