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10 de Febrero de 2015
Biología celular

Fracturación hidráulica en los tejidos biológicos

El agua liberada por el efecto de una compresión puede causar la rotura de los tejidos epiteliales.

Pequeñas fracturas entre células (azul), que se cerrarán tras varios minutos. [IBEC]

El concepto de fracturación hidráulica (o fracking) suele referirse al uso de fluidos altamente presurizados para fracturar el subsuelo y liberar petróleo y gas. Pero un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) ha descubierto que puede aplicarse también a un fenómeno que ocurre en los tejidos epiteliales, los que recubren las superficies internas y externas de nuestro organismo.

Los científicos se proponían comprender como afectaban a los tejidos las deformaciones mecánicas derivadas del latido cardiaco o la respiración pulmonar. Para ello desarrollaron nuevas técnicas que les permitieran deformar tejidos epiteliales. «Esperábamos que, frente a deformaciones muy grandes, los tejidos se fracturarían por exceso de tensión, tal y como otros científicos habían propuesto anteriormente. Para nuestra sorpresa, descubrimos que la fracturación se debía a la acción del agua liberada», explica Xavier Trepat, investigador principal del grupo de Dinámica Integrativa de Células y Tejidos del IBEC, profesor investigador ICREA y profesor asociado en la Universidad de Barcelona, que ha liderado la investigación.

Para comprender mejor el fenómeno, los experimentos se combinaron con el desarrollo de nuevos modelos teóricos. Según Marino Arroyo, profesor de la UPC y autor de la parte teórica del estudio, podemos equiparar el comportamiento del material fibroso que envuelve las células, la matriz extracelular, al de una esponja: cuando se comprimen, ambos liberan agua. Y es esa agua liberada la que, al impactar contra las células, causa la fracturación del tejido.

El fracking geológico y el biológico pueden considerarse análogos, pero entrañan consecuencias distintas. «La ruptura del subsuelo es irreversible, mientras que la del tejido epitelial se repara en menos de cinco minutos», aclara Laura Casares, primera autora del artículo. «Por este motivo, en condiciones normales las presiones hidráulicas que se generan en el organismo no causan ningún problema. Pero en condiciones patológicas o en tejidos envejecidos, este fenómeno podría causar o agravar enfermedades inflamatorias que se caracterizan por la infiltración de fluido en los tejidos».

El descubrimiento de la fracturación hidráulica en tejidos vivos abre la puerta a nuevas aplicaciones biotecnológicas. Según Trepat, una de ellas sería la administración selectiva de fármacos. Este fenómeno podría utilizarse para causar pequeñas fracturas reversibles en tejidos de difícil acceso, y aprovechar estas fracturas para suministrar fármacos de forma controlada.

Más información en Nature Materials.

Fuente: Instituto de Bioingeniería de Cataluña

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