¿Cómo viajan las células a través del cuerpo?

A la memoria del Dr. Eduardo García Zepeda

Cuenta el gran explorador británico William Fonte, en el segundo volumen de sus memorias, que al final de una expedición por la región tropical de la India, a causa de una leve confusión en los mapas, perdió contacto con el resto del equipo de la exploración y sin contar con los instrumentos necesarios, extravió la ruta para encontrar el camino de regreso a Bombay. Se encontraba cerca de la región de Panaji, donde el río Khavani extiende sus corrientes a lo largo de múltiples bifurcaciones. Después de vagar por varios días, a punto de agotar las pocas provisiones que llevaba consigo, tuvo una brillante idea. Consciente de que el resto de su equipo no se alejaría de la rivera del Khavani debido a sus propias instrucciones, construyó una especie de almohadilla rellena con cuanto material colorante pudo encontrar a su alrededor, desde flores de la rivera hasta la última carga de tinta que llevaba consigo. Buscó un punto del río en el cual fijar su almohadilla colorante y la sumergió, permitiéndole al objeto liberar su contenido por la corriente del río. Realizó este procedimiento a lo largo de tres días, cambiando las almohadillas en cuanto su color comenzaba a disminuir. Al final del tercer día, justo antes de que sus provisiones se terminaran, su equipo llegó hasta el lugar donde él se encontraba, guiados por la marca de colores que el río iba dejando a su paso por los diferentes riachuelos. Así, a través del laberinto de ramificaciones, fueron siguiendo la señal y finalmente encontraron su origen, llegando hasta el sitio donde Fonte los esperaba.

Fonte salvó su vida con su original idea, pero él no sabía que estaba haciendo algo análogo al mecanismo que dentro del cuerpo usan nuestras células para viajar de un lado a otro. ¿Cómo llega una neurona a su posición correcta? ¿Cómo se reclutan todas las células al sitio de inflamación? ¿Durante la embriogénesis, cómo migran todos los tipos celulares a su nicho adecuado? Pues realizando algo similar a lo que Fonte hizo: siguiendo un gradiente de moléculas solubles a través del torrente sanguíneo.

Tomemos como ejemplo la inflamación producida por una herida en la piel del brazo. Al haber un daño en el tejido, diferentes alarmas moleculares se encienden y muchos compuestos se liberan. Entre ellos, moléculas que causan vasodilatación y aumento de temperatura. Pero también se liberan proteínas producidas por las mismas células de la piel llamadas quimiocinas. Estas proteínas son liberadas desde el sitio del daño y se van difundiendo a través del torrente sanguíneo y de la linfa, creando un gradiente de la señal: mientras más cercano al sitio de daño más quimiocina se encontrará.

En otro punto del cuerpo, una célula del sistema inmune se encontrará patrullando. Estas células tienen receptores específicos para estas quimiocinas en su superficie, lo cuál les permite detectarlos aún a cantidades muy pequeñas. Y en cuanto detectan la más leve señal, un mecanismo interno se activa, haciéndolas dirigirse hacia el sitio con mayor concentración de la quimiocina.

En el siguiente video experimental, se puede observar como un neutrófilo (las primeras células que llegan al sitio de inflamación) se dirige hacia una micropipeta que libera una quimiocina que es atrayente para este tipo celular:

Una vez que han llegado al origen de la señal, las células del sistema inmune pueden empezar a cumplir su función de destruir patógenos y protegernos de moléculas dañinas. Algo similar pasa para que las células del sistema nervioso lleguen a su lugar indicado y para que varios órganos sean repoblados por nuevas células recién salidas de la médula ósea. En cada caso, se ocupa una quimiocina diferente, específica para el tipo de célula indicada.

Curiosamente, los receptores olfativos pertenecen a la misma familia que los receptores de quimiocinas, y nosotros cuando olemos un olor agradable, hacemos lo mismo que las células migratorias: detectamos la señal y la seguimos hacia el lugar de mayor intensidad.

Un niño que sigue el olor de un pastel recién horneado, una célula que viaja siguiendo señales inflamatorias y un explorador que se reúne con su equipo usando costales en un río de la India; diferentes formas de un inteligente mecanismo descubierto y reusado a través del tiempo por la ahorrativa naturaleza.