Científics catalans modelen per primer cop el moviment dels intestins

BarcelonaImagineu les muntanyes de Montserrat. Mirades de lluny, el que es veu són cims arrenglerats un al costat de l’altre que deixen enmig valls sobtades. Si es mira l’intestí, s'hi troba una imatge que ho recorda, amb vellositats –els cims– i les criptes –les valls–. A les criptes hi ha les cèl·lules mare que migren cap als cims. En aquest trajecte de baix cap dalt es van diferenciant per possibilitar l’absorció de nutrients. Per primera vegada s’ha vist que són les cèl·lules de les criptes les que empenyen amunt per formar la paret intestinal i no a l’inrevés. Es resol així un enigma biològic que s'ha trigat gairebé dos segles a respondre i que permet explicar com es genera la forma dels intestins. La troballa, liderada pel professor Icrea a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) Xavier Trepat, es publica avui a la revista Nature Cell Biology. L'estudi, a més, obre una nova via per conèixer millor la celiaquia, la colitis i fins i tot el càncer de còlon.

“Volíem entendre per què els intestins tenen aquesta forma”, explica Trepat. A diferència de les aproximacions més clàssiques, com les aportades per la genètica, l’equip de l’investigador de l’IBEC va optar per estudiar les forces que s’estableixen entre les cèl·lules. “Les forces ajuden a entendre la forma”, un concepte bàsic de la física, puntualitza. I per fer-ho, s’han dissenyat miniintestins al laboratori que mimetitzen el funcionament dels intestins originals. És el que es coneix com a organoids.

Els organoids, que amb prou feines fan 0,1 mil·límetres, permeten mesurar les forces cel·lulars mentre es formen les parets intestinals i les seves característiques vellositats. Aquesta porció del tub digestiu, que pot arribar als 40 metres quadrats de superfície, es renova constantment. S’estima que cada cinc dies se n'han renovat totes les seves cèl·lules, cosa que és possible per la immensa quantitat de cèl·lules mare adultes que es localitzen a les criptes.

El que fan les cèl·lules mare, assenyala Trepat, és adoptar forma de falca per generar les criptes. “És com una clau de volta vista a l’inrevés”, diu. Aquesta forma de falca és la que fa possible que el teixit faci la corba de la vall gràcies a l’esquelet intern de la cèl·lula. “A mesura que la cèl·lula puja el cim va perdent la forma original”, diu, de manera que guanya capacitat d’absorció. El que ha determinat l’equip és que la base fa la força per empènyer cap amunt, a diferència del que es creia fins ara.

L’estudi, a més d’aclarir la forma de l’intestí prim, obre les portes a investigar malalties com la celiaquia i la colitis, en què s’observen fenòmens inflamatoris que afecten les vellositats. En aquest sentit, l’IBEC ja ha iniciat un treball de recerca més ampli amb la Universitat de Cambridge per mirar d’entendre aquests fenòmens. De la mateixa manera, han començat un altre projecte amb l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) per estudiar el càncer de còlon. “No hi ha cims tan pronunciats com a l’intestí prim, però sí que hi ha valls on les cèl·lules mare empenyen des de baix”, aclareix. En aquest procés es trenca l’arquitectura física del teixit i es vol entendre el mecanisme.

En tots dos casos es pot treballar amb cèl·lules mare del pacient, cosa que facilita estudis genètics i bioquímics complementaris. “Un organoid és l’expressió mínima funcional d’un òrgan o teixit”, emfasitza l’investigador. Fins avui, l’IBEC ha generat minironyons i minicervells, a més dels miniintestins, amb aquesta aproximació que amb prou feines té 10 anys de vida.