Un estudi liderat per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), amb seu al Parc Científic de Barcelona, ha estudiat el moviment migratori de grups cel·lulars mitjançant control per llum. Els resultats, publicats a Nature Physics, demostren que no existeix una cèl·lula líder que guiï  el moviment col·lectiu, com es pensava fins ara, sinó que totes les cèl·lules participen en el procés. Aquesta recerca és rellevant a l’hora de dissenyar tractaments per aturar la invasió de tumors o accelerar la curació de ferides, processos fisiològics estretament relacionats amb la migració cel·lular.

En processos com el desenvolupament embrionari, la cicatrització de ferides o la invasió del càncer, les cèl·lules es mouen en grup de manera coordinada. Encapçalant aquests conjunts de cèl·lules es troben les anomenades “cèl·lules líders”, que són molt mòbils i semblen dirigir la migració de tot el grup, de la mateixa manera que els grups d’animals sovint s’organitzen seguint les instruccions d’un líder.

Ara, un estudi liderat per l’IBEC ha generat cèl·lules líder al laboratori mitjançant control optogenètic per tal de comprovar si realment existeixen cèl·lules que dirigeixen aquest moviment col·lectiu i cèl·lules que les segueixen i com es transmet la informació de les unes a les altres per tal de moure’s coordinadament.

L’equip va utilitzar cèl·lules modificades genèticament capaces de seguir el moviment de la llum blava. Allà on la cèl·lula és il·luminada amb el feix de llum, s’hi activa el gen RAC1, fet que provoca que es formi una protrusió que es coneix com a “lamel·lipodi” i que facilita el moviment cel·lular.

Al model dissenyat pels investigadors, s’hi col·loquen les cèl·lules sobre un substrat constituït per un gel amb una rigidesa equivalent a la dels teixits del cos, que conté un patró lineal, de manera que es formen grups de diferent nombre de cèl·lules seguint el patró, en fila.  A continuació, s’il·luminen amb el feix de llum blava aquests «trens» de cèl·lules per tal d’estudiar-ne el moviment col·lectiu.

“Generem una mena de tren compost per diferents vagons, que són les cèl·lules. El que observem és que les cèl·lules il·luminades no són capaces d’arrossegar un nombre mínim de seguidors, de manera que no lideren el moviment. Així doncs, no tenim un tren, sinó que cada vagó té el seu motor i controla la seva velocitat i acceleració: cada cèl·lula individual és un actor actiu en el moviment col·lectiu”,  detalla Leone Rossetti, antic investigador de l’IBEC i primer autor de l’article.

Aquests experiments demostren que no hi ha una cèl·lula líder que guiï el moviment col·lectiu, sinó que les cèl·lules que es pensava que eren seguidores també participen en el moviment. “Aquests resultats són molt rellevants a l’hora de dissenyar tractaments per aturar la invasió de tumors o accelerar la guarició de ferides. Ara sabem que haurem d’actuar d’una manera que afecti tot el conjunt de cèl·lules que prenen part en el moviment, i no només la cèl·lula individual que crèiem que encapçalava el moviment de la resta”, explica el líder de l’estudi Xavier Trepat, investigador del Departament de Biomedicina de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la Universitat de Barcelona i professor d’investigació ICREA a l’IBEC.

» Per a més informació: web de l’IBEC [+]
» Article de referència: Rossetti, L., Grosser, S., Abenza, J.F. et al. Optogenetic generation of leader cells reveals a force–velocity relation for collective cell migration. Nat. Phys. (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-024-02600-2