{"id":73905,"date":"2012-01-02T10:05:01","date_gmt":"2012-01-02T12:05:01","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=73905"},"modified":"2017-02-23T18:54:16","modified_gmt":"2017-02-23T21:54:16","slug":"la-arquitectura-de-los-tejidos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-arquitectura-de-los-tejidos\/","title":{"rendered":"La arquitectura de los tejidos"},"content":{"rendered":"

\"\"LEO RAMOS<\/span>Luego del\u00a0boom<\/em>\u00a0de los estudios sobre el genoma y las prote\u00ednas, los investigadores de las ciencias biol\u00f3gicas est\u00e1n volcando su atenci\u00f3n hacia los procesos de diferenciaci\u00f3n celular implicados en el desarrollo de cada individuo, desde la etapa embrionaria hasta su fase adulta. Un ejemplo de ello es el trabajo del ingeniero electr\u00f3nico Luciano da Fontoura Costa, docente del Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IFSC-USP). Fontoura Costa desarroll\u00f3 e implement\u00f3 m\u00e9todos computacionales destinados a analizar im\u00e1genes de c\u00e9lulas del epitelio, el tejido que recubre interna y externamente los \u00f3rganos. El objetivo era comprobar las conexiones entre las c\u00e9lulas y delinear la red de contactos de cada una de ellas, transformando esas informaciones en grafos, una especie de diagramas, representados como un conjunto de puntos (nodos o v\u00e9rtices) conectados por rectas.<\/p>\n

Este trabajo dio como resultado un art\u00edculo publicado recientemente en la revista cient\u00edfica\u00a0Nature Communications<\/em>. All\u00ed, los investigadores demuestran c\u00f3mo pueden identificar, con mayor precisi\u00f3n y sensibilidad, el inicio de la especializaci\u00f3n de las c\u00e9lulas. Seg\u00fan Costa, el estudio es consecuencia de a\u00f1os de trabajo conjunto con los investigadores Madan Babu y Luis Escudero, ambos del Laboratorio de Biolog\u00eda Molecular de Cambridge, en Inglaterra. “El principal objetivo de esta investigaci\u00f3n fue estudiar la organizaci\u00f3n epitelial en forma m\u00e1s amplia y sistem\u00e1tica, utilizando no s\u00f3lo medidas de la morfolog\u00eda de cada c\u00e9lula, sino tambi\u00e9n una red de contactos entre ellas”, explica Costa.<\/p>\n

El investigador realiz\u00f3 la caracterizaci\u00f3n geom\u00e9trica de cada c\u00e9lula registrada en im\u00e1genes microsc\u00f3picas del epitelio de alas y ojos de embriones de pollo y de la ninfa de dros\u00f3fila, la mosca de la fruta, obtenidas por sus colegas de Cambridge. Costa incluso traz\u00f3 la red de contactos entre las c\u00e9lulas y realiz\u00f3 un an\u00e1lisis multivariado de los datos, un m\u00e9todo estad\u00edstico que considera m\u00e1s de una variable aleatoria simult\u00e1neamente y sirve para establecer la naturaleza, posibilitando, entre otras cosas, clasificar datos, probar hip\u00f3tesis y hallar patrones.<\/p>\n

Por cada tipo de epitelio se recabaron im\u00e1genes de varios individuos diferentes y, por cada imagen, se gener\u00f3 un vector de caracter\u00edsticas, compuesto por medidas tales como los promedios y los desv\u00edos patr\u00f3n de la superficie de una c\u00e9lula vista en el microscopio, el n\u00famero de arcos conectados a un nodo de la red, el grado de interconexi\u00f3n entre los vecinos de un nodo, la cantidad promedio de vecinos que poseen los vecinos de un nodo. “Esto hizo posible comparar en forma m\u00e1s completa epitelios en distintos niveles de desarrollo, de diferentes tejidos, \u00f3rganos y especies, m\u00e1s all\u00e1 de la variaci\u00f3n natural en la organizaci\u00f3n de ese tejido entre uno y otro individuo”, relata.<\/p>\n

Los investigadores realizaron este trabajo empleando un abordaje que ellos denominan representaci\u00f3n geom\u00e9trica y de red de la organizaci\u00f3n epitelial (GNEO, seg\u00fan su sigla en ingl\u00e9s). Mediante esta estrategia, lograron verificar la organizaci\u00f3n del epitelio tomando en cuenta los patrones de contactos de las c\u00e9lulas. La GNEO permite tambi\u00e9n cuantificar diferencias entre epitelios de organismos y tejidos diversos, incluso cuando el tama\u00f1o y la forma de las c\u00e9lulas que los constituyen son visualmente indistinguibles. “Demostramos que los epitelios de \u00f3rganos y especies diferentes cuentan con estructuras distintas y cuantificables”, dice Costa.<\/p>\n

Forma, conexi\u00f3n y funci\u00f3n
\n<\/strong>El trabajo publicado en\u00a0Nature Communications<\/em>\u00a0representa un paso m\u00e1s all\u00e1 del que hab\u00eda sido dado en los anteriores estudios, que ten\u00edan en cuenta solamente la geometr\u00eda y el tama\u00f1o de las c\u00e9lulas. Ahora el modelo tambi\u00e9n incluye datos acerca de la conexi\u00f3n entre las c\u00e9lulas, relacionada con las funciones espec\u00edficas que desempe\u00f1an. Costa explica que al comienzo de la formaci\u00f3n del embri\u00f3n todas las c\u00e9lulas son iguales \u2013 con formato hexagonal \u2013 y las conexiones entre ellas se asemejan a una colmena. Cuando las c\u00e9lulas comienzan a cambiar de forma, torn\u00e1ndose m\u00e1s alargadas, esf\u00e9ricas o similares a un cubo, es un indicio de que est\u00e1 comenzando el proceso de diferenciaci\u00f3n o especializaci\u00f3n celular. Se trata de un momento cr\u00edtico para la formaci\u00f3n de los tejidos y los \u00f3rganos.<\/p>\n

El problema es que nadie sabe qu\u00e9 es lo que dispara ese cambio. “No es el ADN, ya que \u00e9ste es el mismo para todas las c\u00e9lulas”, dice Costa. “Pero sucede que algunas van a convertirse en ri\u00f1\u00f3n, otras en coraz\u00f3n y otras en neuronas. Qu\u00e9 determina esto es lo que a\u00fan resta por descubrirse en la biolog\u00eda”. Por esta raz\u00f3n, mediante el mapeo de los genomas, se volvi\u00f3 fundamental comprender c\u00f3mo cada gen es activado o inhibido durante el desarrollo. En opini\u00f3n de Costa, el control de la expresi\u00f3n g\u00e9nica ocurre bajo la influencia de varios factores, internos y externos al individuo, tales como la gravedad, la diferencia en la concentraci\u00f3n de mol\u00e9culas y la temperatura, entre otros. Asimismo, las propias estructuras existentes en el organismo durante el desarrollo afectan de manera no uniforme la expresi\u00f3n g\u00e9nica en las c\u00e9lulas del entorno, por ejemplo, mediante la difusi\u00f3n de mol\u00e9culas de se\u00f1alizaci\u00f3n.<\/p>\n

Este trabajo arroja algo de luz sobre esa cuesti\u00f3n. Y permiti\u00f3 verificar, por ejemplo, qu\u00e9 es lo que m\u00e1s aporta a la diferenciaci\u00f3n entre epitelios. “Descubrimos que la superficie de las c\u00e9lulas poco aporta en lo que hace a la diferenciaci\u00f3n entre las estructuras de diferentes especies”, comenta Costa. “En realidad, son las caracter\u00edsticas de la red de contactos las que proveen las medidas m\u00e1s discriminatorias en esos casos. Revelamos que, durante la diferenciaci\u00f3n celular, la relaci\u00f3n entre vecinos resulta m\u00e1s importante que la forma”. Dicho de otro modo, la red de contactos es muy importante para establecer las caracter\u00edsticas de desarrollo de los tejidos, aportando as\u00ed nuevas informaciones al respecto de c\u00f3mo \u00e9stos se diferencian.<\/p>\n

Seg\u00fan Costa, se posee una buena noci\u00f3n acerca del aporte de los mecanismos gen\u00e9ticos (signos externos y recorridos regulares del gen asociado) y de la mec\u00e1nica celular (patrones propios establecidos seg\u00fan el \u00edndice de divisi\u00f3n celular) para la formaci\u00f3n de las estructuras multicelulares y para el desarrollo de la arquitectura epitelial en varios sistemas modelo. Pero hac\u00edan falta modelos para caracterizar y cuantificar las similitudes y diferencias en la organizaci\u00f3n de ese tejido de manera m\u00e1s precisa y concluyente. “Uno de los principales objetivos de nuestro trabajo fue ayudar a llenar esa laguna, proporcionando tales medios”, dice. “Adem\u00e1s, nuestro abordaje tambi\u00e9n puede aplicarse a otras muestras biol\u00f3gicas, tales como las conexiones entre c\u00e9lulas nerviosas, musculares y tumorales, as\u00ed como servir de base para la medicina regenerativa”.<\/p>\n

El Proyecto
\n<\/strong>Modelado por redes (grafos) y t\u00e9cnicas de reconocimiento de patrones: estructura, din\u00e1mica y aplicaciones (n\u00ba 2005\/00587-5<\/a>);\u00a0Modalidad <\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Roberto Marcondes Cesar Junior \u2013 IME \/ USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 384.090,51 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nESCUDERO, L. M.\u00a0et al<\/em>. Epithelial organisation revealed by a network of cellular contacts<\/a>.\u00a0Nature Communications<\/strong>. 8 de nov. 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las conexiones ayudan a definir la funci\u00f3n de las c\u00e9lulas en el organismo","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[1169],"coauthors":[112],"class_list":["post-73905","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-matematica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73905","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=73905"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73905\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=73905"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=73905"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=73905"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=73905"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}