Un treball liderat per Enrique Martín-Blanco, científic de l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) -amb seu al Parc Científic de Barcelona (PCB)- descriu un mètode totalment nou per analitzar des d'un punt de vista biomecànic la morfogènesi, es a dir, el procés que controla la distribució de les cèl·lules al llarg del desenvolupament embrionari i pel qual s'arriba a la formació dels teixits, òrgans i anatomia d'un organisme. L'estudi –en què han participat, entre d'altres, investigadors de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), ubicats també al PCB– es publica a la revista EMBO Journal, i pot ajudar a explicar processos com ara la reparació de teixits o la invasivitat en la metàstasi.

Els mecanismes que desencadenen i modulen el desenvolupament i el creixement d’un organisme i la formació dels seus òrgans (morfogènesi) és una àrea de gran interès per les seves repercussions en nombroses àrees de la biomedicina.

Tradicionalment, aquests mecanismes sempre s’han associat a processos d’inducció genètica i a senyals bioquímiques. Però en els últims anys s’ha fet evident que hi ha altres senyals i processos físics, principalment mecànics, que també tenen un paper essencial. Una forma totalment nova d’estudiar la morfogènesi és fer-ho des d’un punt de vista biomecànic, analitzant aspectes com les forces, les tensions mecàniques o la tensió superficial. Actualment els principis bàsics de la biomecànica de la morfogènesi són encara desconeguts.

Un treball liderat per Enrique Martín-Blanco, científic del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) a l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB) al PCB- presenta un mètode basat en la dinàmica de fluids (hidrodinàmica) que permet analitzar la morfogènesi des d’un punt de vista biomecànic. En el treball també han participat científics d’altres dos instituts ubicats al PCB, l’IBEC i l’IRB Barcelona, juntament amb investigadors de la Universitat de Barcelona, i el Centre de Recerca en Xarxa de Malalties Respiratòries (CIBERES). Els resultats es publiquen aquesta setmana a la revista EMBO Journal.

“El nostre mètode”, explica Enrique Martin-Blanco, “permet inferir paràmetres mecànics, com ara perfils de tensió cortical superficial i camps de pressió i potència en tres dimensions per modelatge hidrodinàmic”. La metodologia desenvolupada no és invasiva i permetria descriure paràmetres mecànics en molt diversos processos biològics.

Al treball, s’ha aplicat el mètode a l’anàlisi en el peix zebra d’una de les fases essencials del desenvolupament embrionari, la epibòlia. La epibòlia és un esdeveniment essencial en què tres teixits es coordinen per dirigir l’expansió de l’embrió. Els científics han analitzat com i on es generen les forces que dirigeixen la epibòlia i com aquestes s’acoblen a nivell global. El mètode, expliquen, “ens ha permès definir els canvis locals de tensió que es produeixen a mesura que la epibòlia progressa i desenvolupar mapes de potència dinàmics”.

L’estudi permet descriure la epibòlia com un procés on els moviments responen a un gradient polaritzat de tensió cortical a la superfície. Aquest gradient s’origina en resposta a forces contràctils localitzades i de diferències en les propietats elàstiques entre els diferents components de l’escorça de l’embrió.

En conjunt, “el nostre treball identifica una nou mecanisme de regulació i coordinació de moviments cel·lulars que pot ser fonamental per explicar molts processos morfogenètics i fisio-patològics, com la reparació de teixits o la invasivitat metastàtica”.

• Article de referència: “Polarized cortical tension drives zebrafish epiboly movements“. Amayra Hernández‐Vega, María Marsal, Philippe‐Alexandre Pouille, Sébastien Tosi, Julien Colombelli, Tomás Luque, Daniel Navajas, Ignacio Pagonabarraga, Enrique Martín‐Blanco. DOI. 10.15252embj.201694264  The EMBO Journal (2016)