La vía de desarrollo de una célula madre depende de su forma

Para dirigir una célula madre a lo largo del camino de desarrollo deseado, no es en absoluto necesario suministrarle las hormonas adecuadas y otras señales bioquímicas; es suficiente simplemente obligarla a tomar la forma de una célula del tejido deseado.

¿Qué hace que las células madre se transformen en un tipo específico de célula? Por ejemplo, ¿cómo saben las células madre óseas que deben convertirse en células óseas en lugar de células de cartílago? Estas preguntas son de gran importancia tanto para la ciencia fundamental como para la aplicada. En la medicina regenerativa, los tejidos enfermos se reemplazan por tejidos sanos derivados de células madre, y los médicos deben asegurarse de que las células madre se transformen en el tejido deseado.

Se sabe que estas células obedecen a señales químicas: una hormona puede ordenar a una célula madre que dé origen a un tejido maduro específico. Por otro lado, existe evidencia de que la diferenciación celular depende del tipo de superficie en la que el cultivo celular vive y se reproduce: el contacto de la célula con el sustrato determina su destino. Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (EE. UU.) sugieren que la transformación de una célula madre depende de la forma que tuvo que adoptar.

Para cultivar tejido a partir de células madre, los médicos utilizan implantes temporales de polímero que sirven como sustrato, una base tridimensional. El implante esquelético organiza las células en el espacio y dirige su crecimiento. En el experimento, los científicos implantaron células madre de tejido óseo en varios tipos de implantes con diferente estructura espacial. En este caso, las células se cultivaron sin añadir hormonas ni otras sustancias que les indicaran su ruta de desarrollo. Como resultado, solo en uno de cada cinco casos las células madre comenzaron a acumular calcio, lo que evidencia su transformación en una célula ósea madura. Para adherirse con éxito a este sustrato, las células tuvieron que estirarse y desarrollar largas prolongaciones, es decir, adoptar la forma de un osteocito maduro.

Así, como escriben los autores en la revista Biomaterials, las células madre pueden impulsarse hacia la vía de desarrollo deseada sin necesidad de ningún cóctel de señalización química. Basta con darles la forma característica inherente a las células del tejido requerido.

A primera vista, el resultado es extraño e incomprensible. Es como decir que los estudiantes se convierten en médicos porque se les obliga a usar batas blancas en sus prácticas. Los científicos aún no han explicado cómo la morfología celular determina su comportamiento. Pero, por supuesto, el método espacial para cultivar tejido nuevo parece más económico y sencillo que el cultivo químico de señales.