La fractura controlada es clave en el desarrollo de tejidos y órganos

Un proceso de fractura hidráulica es esencial para formar la cavidad del blastocisto en embriones de ratón. Investigaciones recientes demuestran que fuerzas mecánicas, y no solo la genética, esculpen estructuras vitales durante el desarrollo embrionario.

De esfera maciza a cavidad: el primer fractura

En el desarrollo del embrión de ratón, cientos de burbujas de fluido se expanden entre las células antes de la implantación. Este fluido sigue el camino de menor resistencia, fracturando preferentemente los contactos entre células más débiles. El proceso, análogo a la maduración de Ostwald, culmina con la formación de una única cavidad: el blastocele. Hervé Turlier, físico del Collège de France, y Jean-Léon Maître, biofísico del Instituto Curie, caracterizaron este mecanismo.

La robustez de un proceso físico

La ubicación final de la cavidad, que define el eje de simetría del futuro organismo, está dictada por la mecánica. Experimentos con cigotos quimera confirmaron que el blastocele siempre se forma adyacente a las células más débiles. La genética programa las diferencias iniciales en tensión celular, pero el proceso de fractura posterior es demasiado rápido para que el genoma intervenga.

Antecedentes: De la física de materiales a la biología del desarrollo

La idea de que la fractura hidráulica podría tener un papel biológico surgió en 2015, cuando un equipo en Barcelona observó la ruptura de una capa de células cultivada sobre un hidrogel. Al relajar la tensión, el gel expulsaba agua que fracturaba el tejido. Este hallazgo sentó un precedente para investigar procesos similares en sistemas vivos.

Cierre: Un mecanismo constructivo y extendido

El descubrimiento de fracturas constructivas se ha extendido a otros órganos y especies. En el corazón del pez cebra, las contracciones rítmicas generan fracturas en la «gelatina cardíaca», un andamio proteico, lo que guía la formación de los trabéculos musculares necesarios para bombear sangre. Una revisión publicada en Development recopila ejemplos en varios organismos, indicando que es un mecanismo morfogenético útil y extendido en la evolución animal.