Descobreixen com es plega i es mou la paret de lʼintestí mesurant-ne les forces

Secció transversal d’intestí que mostra la seva estructura de plecs característica. Imatge: Amy Engevik
Secció transversal d’intestí que mostra la seva estructura de plecs característica. Imatge: Amy Engevik
Recerca
(29/06/2021)

Lʼintestí humà està format per més de 40 metres quadrats de teixit, amb multitud de plecs a la superfície interna que recorden valls i cims muntanyosos. Entre altres funcions, aquests plecs permeten augmentar lʼabsorció dels nutrients. A més, lʼintestí té la particularitat dʼestar en renovació constant, cosa que implica que, aproximadament cada cinc dies, es renoven totes les cèl·lules de la seva paret interna per garantir un funcionament intestinal correcte. Fins ara se sabia que aquesta renovació era possible gràcies a cèl·lules mare que estan protegides a les anomenades criptes o valls intestinals, i que donen lloc a noves cèl·lules diferenciades. No obstant això, el procés que porta a la forma còncava de les criptes i a la migració de les noves cèl·lules cap als cims intestinals continuava sent una incògnita.

Secció transversal d’intestí que mostra la seva estructura de plecs característica. Imatge: Amy Engevik
Secció transversal d’intestí que mostra la seva estructura de plecs característica. Imatge: Amy Engevik
Recerca
29/06/2021

Lʼintestí humà està format per més de 40 metres quadrats de teixit, amb multitud de plecs a la superfície interna que recorden valls i cims muntanyosos. Entre altres funcions, aquests plecs permeten augmentar lʼabsorció dels nutrients. A més, lʼintestí té la particularitat dʼestar en renovació constant, cosa que implica que, aproximadament cada cinc dies, es renoven totes les cèl·lules de la seva paret interna per garantir un funcionament intestinal correcte. Fins ara se sabia que aquesta renovació era possible gràcies a cèl·lules mare que estan protegides a les anomenades criptes o valls intestinals, i que donen lloc a noves cèl·lules diferenciades. No obstant això, el procés que porta a la forma còncava de les criptes i a la migració de les noves cèl·lules cap als cims intestinals continuava sent una incògnita.

Ara, un equip internacional liderat per Xavier Trepat, investigador del Departament de Biomedicina de la UB i professor dʼinvestigació ICREA a lʼInstitut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), ha desxifrat el mecanisme pel qual les criptes adopten i mantenen la forma còncava, i com es produeix el moviment de migració de les cèl·lules cap als cims sense que lʼintestí perdi la forma de plecs característica. El treball, publicat a la prestigiosa revista Nature Cell Biology, mostra que aquest procés és possible gràcies a les forces mecàniques exercides per les cèl·lules. Per constatar-ho, sʼha combinat la modelització per ordinador amb experiments amb organoides intestinals de cèl·lules de ratolins.

Utilitzant cèl·lules mare de ratolí i tècniques de bioenginyeria i mecanobiologia, els investigadors han desenvolupat miniintestins, organoides que reprodueixen lʼestructura tridimensional de valls i cims del teixit in vivo, i les seves funcions. Mitjançant tecnologies de microscòpia desenvolupades en el mateix grup, per primer cop sʼhan dut a terme experiments en alta resolució que han permès obtenir mapes en 3D que mostren les forces exercides per cada cèl·lula. A més, amb aquest model in vitro els investigadors han demostrat que el moviment de les noves cèl·lules cap al cim també està controlat per forces mecàniques exercides per les mateixes cèl·lules, concretament pel citoesquelet, una xarxa de filaments que determina i manté la forma cel·lular.

 

Més informació

 

Article de referència:

C. Pérez-González, G. Ceada, F. Greco, M. Matejčić, M. Gómez-González, N. Castro, A. Menéndez, S. Kale, D. Krndija, A. G. Clark, V. Ram Gannavarapu, A. Álvarez-Varela, P. Roca-Cusachs, E. Batlle, D. Matic Vignjevic, M. Arroyo i X. Trepat. «Mechanical compartmentalization of the intestinal organoid enables crypt folding and collective cell migration». Nature Cell Biology, juny de 2021. DOI: https://doi.org/10.1038/s41556-021-00699-6