Investigadores demuestran que las células pueden servir para descubrir enfermedades

La capacidad de detectar estas vibraciones abre un abanico de posibilidades para diagnósticos más precisos

Un equipo de investigación del CSIC ha logrado evidenciar que las células vivas, en particular las células epiteliales de mama humana, manifiestan resonancias mecánicas, un fenómeno previamente considerado poco probable debido a la extraordinaria viscosidad y complejidad de las células en entornos fisiológicos. Este descubrimiento abre la posibilidad de utilizar estas resonancias para la detección de enfermedades, como el cáncer.

Los resultados de este estudio pionero, liderado por el grupo de Bionanomecánica del Instituto de Micro y Nanotecnología, se han publicado en la revista ‘PRX Life’.

La investigación se fundamenta en el trabajo de Eugene Ackerman en la década de 1950, quien propuso inicialmente la idea de las resonancias mecánicas en células vivas. Sin embargo, sus conclusiones fueron en gran medida pasadas por alto debido a la falta de evidencia experimental sólida. Esta nueva investigación valida las predicciones de Ackerman, proporcionando evidencias experimentales sustanciales de la existencia de estas resonancias.

Mediante técnicas ópticas, los investigadores analizaron las fluctuaciones, comúnmente conocidas como ruido, en un micro-trampolín fabricado con tecnología de silicio, sobre el cual se adhirió una célula humana.

Vibraciones celulares

“El análisis del ruido del micro-trampolín, equivalente a desplazamientos erráticos del orden de 10-12 metros (la décima parte del tamaño de un átomo), reveló que la célula era capaz de vibrar de manera específica a frecuencias que podían variar entre 20 y 200 kHz”, explica el investigador Javier Tamayo, quien dirigió el estudio. “Este fenómeno se ha observado en células epiteliales de mama humana y células procedentes de cáncer de mama”, agrega.

Tamayo destaca que este hallazgo “tiene implicaciones de gran alcance para la comprensión del papel que juegan estas vibraciones en las células humanas y cómo se modifican por el cáncer”. “El método tiene potencial para la identificación de células, pero se necesitan mejoras en la precisión del método que se están abordando actualmente”, señala.

“Estos avances podrían conducir a nuevos enfoques para la espectrometría de vibración de células vivas y potencialmente revivir la idea de destruir células cancerosas mediante ondas ultrasónicas enfocadas”, anticipa el investigador.

La investigación emergente está comenzando a desentrañar el efecto de las vibraciones mecánicas en el rango de baja frecuencia, 1-100 Hz, en el comportamiento celular. Aunque los mecanismos precisos de cómo estas vibraciones ejercen sus efectos aún se están explorando, los hallazgos hasta la fecha sugieren una interacción compleja entre las fuerzas mecánicas y la biología celular.

“Nuestros hallazgos abren nuevas vías para futuras investigaciones sobre el impacto de las resonancias mecánicas en la supervivencia, proliferación y migración celular, aspectos críticos de la biología celular y la enfermedad del cáncer”, concluye Tamayo.