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Las células madre muestran propiedades de absorción extrañas 'no vistas antes en las células'
Científicos de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido han descubierto que los núcleos de las células madre tienen la capacidad inusual de volverse más gruesas cuando se estiran y más delgadas cuando se comprimen. La propiedad contraintuitiva, denominada auxeticidad, ya es conocida por los científicos de materiales, que ven su aplicación desde esponjas súper absorbentes y chalecos antibalas hasta insonorización.
El Dr. Kevin Chalut, del Welltec Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute, dice que, según su conocimiento, la auxeticidad "nunca se había visto antes a nivel celular y es muy inusual en el mundo natural".
"Este es un hallazgo bastante extraño y muy inesperado", agrega. "Cuando la célula madre está en proceso de transformación en un tipo particular de célula, su núcleo adquiere una propiedad auxética, lo que le permite 'esponjar' materiales esenciales de su entorno".
El Dr. Chalut y sus colegas, que incluyen biólogos, ingenieros y físicos, informan sus hallazgos en la revista Materiales de la naturaleza.
La mayoría de los materiales se vuelven más delgados cuando los estiras y engordas cuando los aprietas. Sin embargo, los científicos han comenzado a explorar materiales que hacen lo contrario: se vuelven más delgados cuando los aprietas y engordas cuando los estiras. Demuestran la propiedad inusual de la auxeticidad, un término que proviene del griego "auxesis", que significa "aumento" o "crecimiento".
Debido a esta propiedad inusual, los materiales auxiliares son excelentes amortiguadores y esponjas, y los ingenieros ya están desarrollando aplicaciones en industrias que van desde la industria aeroespacial hasta la construcción, la atención médica, la automoción, la defensa y los textiles.
El video a continuación demuestra la accesibilidad en nido de abeja: un ejemplo de auxeticidad ordenada, la forma predominante en materiales hechos por el hombre:
Auxeticidad rara vez vista en la naturaleza
Hasta este nuevo estudio, donde Chalut y sus colegas describen la observación de la propiedad en células madre embrionarias, la auxeticidad se ha visto muy raramente en la naturaleza, solo en algunas especies de esponjas, señalan.
Las células madre son "células maestras" que tienen el potencial de convertirse virtualmente en cualquiera de las aproximadamente 200 células diferentes en el cuerpo. Las células madre embrionarias se derivan de embriones en etapa temprana y se consideran el "estándar de oro" para la investigación sobre células madre.
En este estudio, el equipo observó cómo aparece la auxeticidad en los núcleos de las células madre embrionarias. Y los núcleos solo muestran esta propiedad cuando se encuentran en la etapa de transición, ya que las células madre cambian de células embrionarias no específicas a células diferenciadas, específicas de tejido, como las células del corazón.
Para demostrar claramente la propiedad, el equipo puso un tinte de color en el líquido que rodea el núcleo: el citoplasma. Vieron cómo el núcleo absorbía el tinte cuando lo estiraban, lo que sugiere que se había expandido y se volvía poroso.
Sugieren que tal propiedad puede ayudar al núcleo a absorber las moléculas del citoplasma que ayudan a las células madre a diferenciarse.
Buen ejemplo de 'auxeticidad desordenada'
El descubrimiento es un buen ejemplo de los materiales que los científicos e ingenieros llaman "auxeticidad desordenada", como la que se demuestra con una hoja de papel arrugada. Si tira de ambos extremos de la bola de papel, la circunferencia alrededor de la bola se expande.
La gran mayoría de los materiales auxéticos fabricados por el hombre están altamente ordenados, por ejemplo, como se muestra en este video del "panal auxético".
El Dr. Chalut dice que "claramente hay muchas cosas que podemos aprender de la naturaleza" y agrega:
"Ya estamos viendo que se explora la auxeticidad por sus propiedades de súper absorción, pero a pesar del gran esfuerzo tecnológico, los materiales auxéticos son aún poco frecuentes y aún hay mucho por descubrir sobre ellos para poder fabricarlos mejor".
Estudiar cómo esta característica inusual ha evolucionado en la naturaleza podría conducir a "nuevas formas de producir materiales auxéticos, que podrían tener muchas aplicaciones diversas en nuestra vida cotidiana", explica.
La Royal Society, el Wellcome Trust y el Medical Research Council ayudaron a financiar el estudio.
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