Los textos de biología representan la célula genérica con una forma más o menos esférica, aunque desde hace más de un siglo se sabe que esa imagen que evoca un globo blando es engañosa: la célula posee un esqueleto interno o citoesqueleto, rígido pero cambiante, que determina su forma, sean neuronas o fibras musculares. La forma de las células es un importante campo de estudio por la estrecha relación con su función. Pero todavía hay tanto por conocer que solo recientemente un equipo de investigadores españoles descubrió en ellas una nueva forma geométrica; curiosamente, ha llegado a convertirse en un nuevo icono pop de la cultura científica, citado incluso en los cómics de Marvel: el escutoide.
Si las células genéricas se representan con forma redondeada, las que forman parte de estructuras compactas, por ejemplo el epitelio que recubre el intestino, suelen dibujarse en 3D con forma de prismas o paralelepípedos. Esto es una simplificación, pero lo cierto es que las células, para empaquetarse en dichos tejidos, deben comprimirse unas a otras, y esta no es una mera compactación pasiva, ya que las células adyacentes se cosen unas a otras por complejos de proteínas que forman remaches entre ellas y les permiten comunicarse.
Tradicionalmente se asumía que las células epiteliales así compactadas adoptaban una forma de tipo prismático, como un tronco (la porción de una pirámide entre dos planos paralelos) o un prismatoide (como un prisma, pero cuyas caras son polígonos irregulares). En 2018 una colaboración entre científicos biomédicos, bioingenieros y matemáticos, codirigida desde la Universidad de Sevilla, analizó computacionalmente la organización de un epitelio curvado, como el que tapiza el conducto de una glándula, donde las células tienen sus ápices formando la superficie interna del tubo y sus bases sujetas por una membrana basal.
Los investigadores notaron que, según las evidencias de estudios sobre epitelios de la mosca de la fruta —uno de los modelos animales más utilizados—, a lo largo de su eje entre el ápice y la base cada célula contacta con diferentes vecinas, lo que no era compatible con un tronco o un prismatoide, donde una célula tendría las mismas vecinas en su cara superior y en la inferior. Según la modelización computacional aplicada por los autores, estas dos caras del epitelio se organizarían según los llamados diagramas de Voronoi; teselas de mosaicos irregulares, de modo que cada tesela comprende todos los puntos del plano más próximos al llamado punto “semilla” de esa tesela que a los de otras.
Una vez definidos los dos diagramas de Voronoi en las caras superior e inferior del epitelio, los investigadores vieron que eran diferentes: como en los estudios publicados, cada célula no contactaba con las mismas vecinas en ambas caras. Al definir los cuerpos que unen los dos mosaicos con el análisis computacional, el resultado es una forma que puede definirse como un prismatoide con al menos un vértice entre el ápice y la base, lo que dibuja una línea en “Y”. El codirector del estudio Javier Buceta, de la Universidad Lehigh de Pensilvania, lo definía a la revista The New Yorker como “un prisma con una cremallera”; pero con la peculiaridad de que las caras no son necesariamente planas, ya que pueden estar retorcidas. “Hasta donde sabemos, este tipo de figuras geométricas no se había descrito hasta ahora”, escribían los autores en su estudio publicado en Nature Communications.
De la ciencia a icono pop
El nombre de escutoide, según contaron los investigadores, se eligió al principio como una broma interna referida al codirector del proyecto, Luis María Escudero, pero acabó adoptándose como denominación formal por su parecido con el escutelo, una pieza del tórax de ciertos escarabajos. La forma de escutoide permite la compactación de las células en 3D en un tejido curvado de modo que “hace su empaquetamiento energéticamente eficiente”, según los autores. “Aquí proponemos que esta conformación geométrica es una de las soluciones de la naturaleza al curvado de los epitelios”, concluían. Los autores comprobaron que los escutoides aparecen en tejidos reales, como las glándulas salivales de la larva de la mosca.
Según Escudero y sus colaboradores, el hallazgo de los escutoides “abre el camino para entender la organización tridimensional de órganos epiteliales”, lo que se aplica a la formación de órganos y tumores. “Esto es fundamental no solo para la comprensión de la arquitectura de los tejidos durante el desarrollo y la enfermedad, sino también para los campos de ingeniería de órganos y tejidos”, una de las grandes promesas de la medicina regenerativa.
El trabajo de los españoles ya ha tenido continuación: investigadores suizos han encontrado en el desarrollo del epitelio pulmonar formas similares a los escutoides pero más irregulares, a las que han llamado “punakoides” por su parecido a una formación rocosa en Punakaiki, Nueva Zelanda. Por otra parte, un equipo de físicos en Irlanda y Reino Unido encontró escutoides en la organización de las burbujas de espuma de un jabón de lavavajillas común. En 2024, Escudero y sus colaboradores en la Universidad de Sevilla y en las de Stanford y California en San Diego han documentado cómo en el desarrollo embrionario de la estrella de mar las células adoptan inicialmente una forma esférica para después transformarse en cubos y finalmente en escutoides a medida que proliferan y se compactan.
Lo que los descubridores de los escutoides no esperaban es la repercusión que ha tenido su hallazgo fuera del mundo de la ciencia. “Sabéis que hemos tenido la suerte de que los escutoides se hayan convertido en un icono pop”, escribía Escudero en X (antes Twitter), mencionando que estas figuras se han representado en joyas, muebles, zapatillas o incluso urnas funerarias, y ya existen en internet numerosos modelos para imprimirlas en 3D. Pero lo que más ha sorprendido al investigador ha sido su aparición en un cómic de Los 4 Fantásticos de Marvel publicado en octubre de 2023, donde el personaje de Reed Richards, alias Mr. Fantástico, le explica los escutoides a su compañero Johnny Storm, alias La Antorcha Humana. “Los escutoides tiran abajo la puerta más grande de la cultura pop”, escribía Escudero.
Javier Yanes
Crédito imagen principal: Ufuk Fuat Tekin/Getty Images.
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