El estudio descubre que las células reaccionan de manera diferente ante frecuencias altas y bajas. Los investigadores han utilizado tecnología de microscopía de fuerza atómica, capaz de estudiar elementos a nivel atómico
Científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) han logrado un avance en el ámbito de la nanomedicina al descubrir cómo las células reaccionan de manera distinta frente a frecuencias altas y bajas. Este descubrimiento se presenta como un paso esencial para el progreso en el tratamiento de enfermedades como las lesiones de médula espinal.
El estudio, detallado en la revista Small, se enfocó en caracterizar el comportamiento mecánico de células de mamíferos con el objetivo de mejorar su tratamiento en situaciones de enfermedad o prevenir su deterioro.
“En fisiología y medicina buscamos desarrollar marcadores nanomecánicos a nivel celular, el elemento más pequeño a nivel biológico”, explica Ricardo García, investigador del ICMM-CSIC y autor principal del estudio. “Para elegir el marcador adecuado, es necesario comprender qué elementos de la célula reaccionan cuando interactuamos con ella”, añade.
Los cientificos utilizaron tecnología de microscopía de fuerza atómica, capaz de estudiar elementos a nivel atómico. Se observó que cuando se aplicaba una fuerza a una célula a baja frecuencia (1 hercio), la respuesta estaba dominada por sus elementos sólidos, como la membrana y la corteza. Sin embargo, al aplicar la fuerza a alta frecuencia (100 hercios), la respuesta mecánica de la célula estaba controlada por los elementos líquidos, es decir, el citosol.
El ablandamiento y fluidización de las células ante estímulos de alta frecuencia no parecen indicar cambios en su estructura, según señala García. Este hallazgo es parte del proyecto Piezo4Spine, que busca tratamientos para lesiones medulares y está coordinado por la investigadora del ICMM-CSIC, Conchi Serrano, con financiamiento de la Unión Europea.
Ahora, con el conocimiento de que los elementos sólidos de las células están más relacionados con el desarrollo de enfermedades y que estos dominan la respuesta a frecuencias bajas, el equipo podrá enfocar el desarrollo de marcadores nanomecánicos de manera más precisa.
“Estos hallazgos proporcionan la descripción más fundamental de la respuesta mecánica de una célula de mamífero en función de la frecuencia o velocidad de la deformación”, concluye García, destacando que cualquier análisis mecanobiológico de una célula ante un estímulo mecánico debe considerar la interacción entre los componentes sólidos y líquidos de la célula de manera explícita.