Immagine: scutoidi. Credito: Università di Siviglia.
I ricercatori del Dipartimento di Biologia Cellulare dell’Università di Siviglia e dell’Istituto di Biomedicina di Siviglia (IBiS) hanno dimostrato che le cellule epiteliali, che sono quelle che coprono le superfici di molti organi, adottano una nuova forma geometrica, precedentemente descritta, lo scutoide, per permettere al tessuto di curvarsi.
Questo risultato, che è stato appena pubblicato nella rivista Nature Communications, consente all’organo di acquisire forme molto complesse, ma molto stabili. Gli esperti affermano che queste nuove forme, gli scutoidi, sono la soluzione che la natura ha trovato per piegare e curvare gli epiteli.
“Le cellule epiteliali sono i” blocchi di costruzione “con cui un organismo si forma: gli epiteli formano strutture con molteplici funzioni come formare una barriera contro le infezioni o assorbire i nutrienti. In questo modo, durante lo sviluppo di un embrione, essi si trasformano da una semplice struttura formata da una manciata di cellule in un essere con organi molto complessi, processo che non si verifica solo a causa della crescita dell’organismo, ma anche perché le cellule epiteliali iniziano “a muoversi e unirsi” per organizzarsi correttamente e dare agli organi la loro forma definitiva “, spiega l’insegnante presso la facoltà di Biologia dell’Università di Siviglia, Luisma Escudero.
Fino ad ora, questi “blocchi” erano rappresentati come prismi o simili a piramidi troncate. Tuttavia, esaminando le curve epiteliali in campioni di laboratorio, i ricercatori hanno trovato prove che queste cellule reali adottano forme più complesse. “Ciò è dovuto al fatto che le curve del tessuto tendono a minimizzare l’energia e ad essere più stabili e per questo motivo i nostri dati biofisici indicano che ciò che queste cellule fanno è adottare una forma scutoidea”, aggiunge il ricercatore.
Uno scutoide è una forma geometrica solida, come un cubo o una piramide, che non era stata descritta fino ad ora. Le cellule epiteliali adottano questa forma quando il tessuto si curva, dandogli una struttura più stabile. Si potrebbe dire che assomigliano a “prismi contorti”.
Dalla ricerca di base alla scienza applicata
Questa scoperta è inclusa nella scienza di base, nell’interfaccia tra biologia, matematica e fisica. Tuttavia, questo tipo di ricerca è necessaria per la biomedicina. Nello specifico, questo studio apre la porta alla comprensione di come si formano gli organi durante il loro sviluppo e cosa potrebbe mancare in alcune malattie in cui questo processo viene alterato.
Questa ricerca è stata condotta dal Dipartimento di Biologia Cellulare presso la Facoltà di Biologia dell’Università di Siviglia e dall’Istituto di Biomedicina di Siviglia (IBiS)e dal laboratorio del Dott. Javier Buceta dell’Università di Lehigh (USA). Inoltre, lo studio ha beneficiato della collaborazione di Alberto Márquez e Clara Grima del “Discrete Mathematics Research Group: Teoria dei grafi e geometria computazionale” presso l’Università di Siviglia, ed esperti del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (Centro andaluso per la biologia dello sviluppo ).
Per quanto riguarda il prossimo passo, gli autori del progetto affermano di voler “trovare le molecole che fanno sì che le cellule adottino la forma di scutoide. Quindi, a medio termine, questa conoscenza potrà essere applicata alla creazione di tessuti e organi artificiali in laboratorio, una grande sfida per la biologia e la biomedicina “.
Fonte: EurekAlert
