Unidad de Comunicación

A partir de procesos físicos se puede entender el surgimiento de un patrón en diversos organismos. Lo sabe Lorena Caballero, quien recientemente hizo su doctorado en ciencias biológicas como estudiante asociada del IFUNAM sobre patrones de color en vertebrados.

“Los patrones de color emergen o surgen en etapas muy tempranas de desarrollo”, dijo en el seminario semanal de estudiantes del IFUNAM el 9 de septiembre.

Para estas etapas, los modelos son simples y las estructuras geométricas se pueden ver a simple vista. Otra ventaja de trabajar en esta fase de desarrollo es que se puede ver la dinámica de los organismos, es decir, cómo se desarrollan a lo largo de su vida.

Ella ha trabajado con lo epigenético (sobre el origen), que se refiere a una gran cantidad de factores que intervienen en los sistemas biológicos y que no están codificados directamente en el DNA (lo que heredas), dijo la científica.

Caballero, en colaboración con otros investigadores del IFUNAM (como Germinal Cocho), ha encontrado que entender estos mecanismos epigenéticos sirve para comprender los sistemas en desarrollo ya que en Biología todo se asocia a un gen.

Con su equipo de trabajo analizó procesos como la comunicación entre células que tienen que ver con factores como la célula y su medio ambiente, esfuerzos mecánicos, tensión, compresión, atracción, entre otros.

Un factor muy importante en estos estudios es la matriz extracelular, que es una secreción llena de fibras, es decir, proteínas altamente conectadas con la membrana celular, células vecinas y con la superficie donde se establecen. Éstas son las que permiten la transmisión de información mecánica (relacionada con mecanismos de tensión, compresión y otros mecanismos mecano-elásticos). Como la comunicación no se da únicamente dentro de las células sino que también se transmite a afuera y entre células, la información es de largo alcance.

Caballero trabajó con células de pigmento, este tipo de células migran y dependiendo del organismo en el que están, tienen procesos migratorios diferentes. Las células de pigmento se establecen en un tejido que se le conoce como mesénquimo –que es un tipo de tejido en los organismos embrionarios- y generan una red de interacciones, que tiene como consecuencia patrones de color diferentes.

Cuando las células migran, se establecen en su blanco que en este caso es la piel, deforman la matriz y generan líneas de tensión que se pueden ver a simple vista.

Experimentalmente, se puede reproducir esto en fondos de silicón que tienen cualidades viscoelásticas igual que las matrices en donde se establecen las células. En los fondos se pueden ver jalones y medir las fuerzas que ejercen las células, además se observa que estas fuerzas son muy fuertes.

“Nosotros nos planteamos que eso pasa en la piel de las serpientes”, dijo Caballero a Noticias IFUNAM. Cuando la interacción con el fondo no existe, se obtienen patrones con la forma básica, un círculo y en el caso de serpientes sería una gota mancha. En cambio, cuando hay una interacción con el fondo se generan líneas de tensión que van guiando formas geométricas, se puede ver cómo entonces un círculo se deforma en figuras como rombos o diamantes.

La figura varía con el radio del organismo: si el radio es pequeño, se forman anillos y si el radio es grande, aparecen círculos; esto habla de que los fondos son dinámicos. Experimentalmente se puede modificar la dinámica de estos patrones y como no están pre establecidos las células generan cambios.

La forma del patrón depende del radio del organismo, si el radio es pequeño, se forman anillos.

Caballero propone que las células generan información epigenética que tiene ver con procesos físicos. Se han hecho experimentos donde dejan crecer células en canales y éstas toman una configuración alargada y si el fondo está súper liso, las células se hacen redondas.

“Los procesos físicos nos ayudan a entender mecanismos de largo alcance que no son bien sabidos en Biología, estos mecanismos dan información general de la célula, por ejemplo, hasta donde llega la fuerza que pueden generar”.

Según la investigadora, los seres humanos han evolucionado en un mundo de Física, son materia y siguen estas leyes, por lo tanto, dice, “tiene mucho sentido estudiar a los organismos y la naturaleza con ayuda de la Física”.