Para una sola célula, el cuerpo humano es un gigantesco laberinto de tejidos, químicos y vasos capilares, estrujada junto a trillones de otras células que, de una manera u otra, la mayoría de ellas siempre encuentran cómo llegar a su destino. ¿Cómo lo hacen? Pues la respuesta radica en la quimiotaxis, que esencialmente es la habilidad de navegar al percibir la presencia o la ausencia de atrayentes químicos en el ambiente. Por ejemplo, las células de esperma la usan para encontrar los óvulos, las células de glóbulos blancos para rodear las infecciones y las células cancerígenas para hacer metástasis a través de los tejidos vulnerables.
MIRA: La inteligencia es heredada de la madre, según estudioEntonces, ¿podría una ameba usar la quimiotaxis para hallar la salida de una versión miniatura del laberinto del Palacio de Hampton Court, la otrora residencia del rey Enrique VIII y sus descendientes, y considerado además como uno de los más infames del mundo? Esa fue la premisa con la que Robert Insall, profesor de biología celular matemática y computacional de la Universidad de Glasgow en Escocia, partió para desarrollar su estudio, cuyos resultados fueron publicados en la prestigiosa revista Science utilizando dicho modelo de dédalo y varios más para poner a prueba la habilidad de estas microscópicas criaturas.
Asombrosamente, las amebas se abalanzaban hacia las salidas con una precisión milimétrica, usando la quimiotaxis para “ver a la vuelta de las esquinas” de forma efectivamente y evitar callejones sin salida antes de siquiera llegar hacia ellos. “Las células no van a esperar que alguien les diga qué tienen que hacer. Al descifrar los químicos delante de ellas, saben qué pasaje del laberinto lleva hacia un camino erróneo y cuál hacia afuera de la estructura. Es absolutamente increíble”, señaló Insall, cuyo equipo de investigadores se concentró en una forma específica de navegación celular llamada quimiotaxis “autogenerada”.
Este tipo de navegación se basa en una filosofía simple: las células quieren moverse de áreas de menor concentración de atrayentes (en este caso, una solución ácida llamada adenosín monofosfato) a áreas con mayor concentración. “Es como dice el viejo refrán: ‘el pasto siempre es más verde al otro lado de la cerca’. Las vacas se han comido todo el pasto de donde están, y quieren llegar al campo adyacente donde el pasto continúa creciendo”, explicó el autor de la investigación.
Pero a veces existen múltiples “campos” de donde escoger, ilustrado en este estudio por las numerosas ramificaciones de caminos del laberinto. Para determinar cuál sendero tiene una mayor concentración de atrayentes, las células descomponen las moléculas que tienen al frente, causando que los atrayentes de áreas cercanas se difundan hacia ellas. A medida que avanzan, el atrayente que tienen delante se agota más y más. Eventualmente, las áreas con menor concentración de atrayentes se acaban, incluso desde mucho antes de la llegada de las células, permitiéndoles elegir mejor su ruta hacia la salida del laberinto.
EL EXPERIMENTO
Si bien usaron modelos de computadora en un inicio, los investigadores querían ver su teoría en acción así que crearon más de 100 laberintos microscópicos con dificultades que oscilaban desde los más fáciles hasta los más complicados (como el del Palacio de Hampton Court) grabando diminutas ranuras en chips de silicon, haciendo que cada sendero que recorrieran las amebas de suelo conocidas como Dictyostelium discoideum mida entre 10 a 40 micrones de ancho. Solo para darnos una idea, el más delgado de los cabellos humanos tiene 20 micrones de ancho. El mayor tiempo que tardaron en resolverlo fue 2 hora y el menor, 30 minutos.
Las células reales actuaron exactamente como predijeron los modelos de los científicos. Al enfrentarse con la opción de un sendero corto hacia un callejón sin salida y uno largo que lleva hasta la salida, las células escogen siempre la última. En los laberintos más difíciles, que incluían senderos incorrectos de la misma longitud que los correctos, las células elegían el correcto el 50 % de las veces. En ambos casos, las células que entraban al laberinto primero lograban hallar la salida y aquellas que partieron luego descubrieron que cada camino tomado no tenía atrayentes de los cuales recabar información hacia dónde ir.
Si bien el estudio se concentró en amebas, los investigadores creen que los resultados deberían ser válidos para cualquier número de células del cuerpo humano, ya sean células sanguíneas que atraviesan los tejidos para llegar a una infección o células cancerosas de glioblastoma que nadan por los canales de materia blanca del cerebro. Es probable que el tipo de atrayente sea diferente en cada situación (y, en muchos casos, aún es desconocido para los científicos), pero para las células que navegan por el sinuoso laberinto del cuerpo humano, siempre se las ingenian para averiguar dónde “la hierba es más verde”.