Las células que conforman nuestros tejidos no solo cohabitan; en realidad, están involucradas en una intensa lucha por la supervivencia. Este fascinante proceso, conocido como competencia celular, es fundamental para eliminar células dañadas, envejecidas o ineficaces, lo que asegura la correcta funcionalidad de nuestros órganos.

Por años, la comunidad científica pensó que este mecanismo estaba controlado exclusivamente por señales bioquímicas que determinaban cuáles células sobrevivían y cuáles eran eliminadas. No obstante, un revolucionario estudio ha revelado que las fuerzas mecánicas ejercidas entre las células desempeñan un papel crucial, desafiando la visión tradicional de la biología celular.

Este descubrimiento fue publicado en la prestigiosa revista Nature Materials por un equipo internacional de investigadores. A través de experimentos realizados en muestras ex vivo (fuera del cuerpo) y modelos computacionales, se demostró que las células con mayor capacidad de transmitir fuerzas a sus vecinas tienen una ventaja competitiva significativa, lo que les permite dominar en la dinámica de los tejidos.

Los investigadores encontraron que la competencia no solo se manifiesta a nivel bioquímico, sino que también está directamente influenciada por la transmisión de fuerzas mecánicas. A diferencia de lo que se pensaba anteriormente, el estudio mostró que las células que aparentemente son "ganadoras" no son necesariamente las que ejercen compresión sobre las "perdedoras", sino las que tienen mayor habilidad para transferir eficazmente las tensiones que experimentan.

La clave de este fenómeno radica en la adhesión intercelular, mediada por la proteína E-cadherina, esencial en las uniones epiteliales. Los científicos encontraron que aquellas células con una mayor expresión de E-cadherina logran distribuir mejor las tensiones mecánicas, evitando así la acumulación de estrés localizado, lo que reduce su probabilidad de ser expulsadas del tejido. "Gracias a nuestros estudios, identificamos la capacidad de transmisión de fuerza como el principal regulador de la competencia celular", explicó Andreas Schoenit, autor principal del estudio.

Además, el estudio reveló que la eliminación celular ocurría mayormente en los límites entre diferentes poblaciones celulares, donde las fluctuaciones de estrés mecánico son más notorias. Las células con menor adhesión intercelular y capacidad para transferir tensiones eran desplazadas con mayor facilidad en estos límites, caracterizados por su intensa actividad.

Uno de los hallazgos más sorprendentes fue que las células eliminadas no necesariamente estaban bajo compresión, como sugirieron modelos previos. De hecho, las denominadas "perdedoras" experimentaban fuertes tensiones antes de ser expulsadas. Para comprobar esta hipótesis, los científicos realizaron mediciones directas de las tensiones en los tejidos mediante una técnica innovadora llamada microscopía de inversión bayesiana del estrés (BISM).

Los resultados mostraron que, en las regiones donde se lleva a cabo la competencia, las células eliminadas no son aquellas que fueron sometidas a mayor compresión, sino las que no lograban disipar adecuadamente las fuerzas que recibían. "Nos sorprendió descubrir que las células comprimidas no se eliminaban sistemáticamente", señaló Benoît Ladoux, líder del equipo en el Max-Planck-Zentrum.

Los investigadores también desarrollaron modelos computacionales para simular el comportamiento de células con diferentes niveles de adhesión intercelular. Estos modelos confirmaron que aquellas con menor E-cadherina experimentaban un aumento localizado en las fluctuaciones de tensión, lo que resultaba en su eliminación. Esto desafía la noción anterior de que la competencia celular se basa en la compresión y sugiere que, de hecho, son las oscilaciones de estrés y la incapacidad para transmitir fuerzas lo que determina qué células sobreviven y cuáles son eliminadas.

Las implicaciones de estos hallazgos son significativas, especialmente en el campo del cáncer. En tipos específicos de cáncer como el cáncer de mama metaplásico, se ha observado que los tumores pueden estar compuestos por diferentes tipos de células con variados niveles de adhesión intercelular. En muestras analizadas, las células epiteliales que expresaban E-cadherina, presentando una fuerte cohesión entre ellas, eran capaces de expandirse dentro del tejido. En contraste, las células mesenquimatosas, que carecían de esta proteína y por lo tanto mostraban menor adhesión, eran gradualmente desplazadas.

Esto sugiere que, en el contexto tumoral, la competencia no se basa únicamente en la proliferación celular, sino también en la capacidad de cada subpoblación para resistir la eliminación mecánica. Según los expertos, las diferencias en la adhesión intercelular podrían influir en cómo las poblaciones celulares dentro de los tumores interactúan y se distribuyen, llevando a una comprensión más profunda de cómo ciertos tipos de células logran dominar en distintos entornos tumorales.

Más allá del cáncer, la mecánica de la competencia celular podría estar implicada en otros procesos biológicos esenciales. "Dado que la competencia celular es un mecanismo fundamental para el mantenimiento de la salud tisular, este descubrimiento podría tener implicaciones en una amplia variedad de procesos biológicos vitales, incluyendo la morfogénesis, la inflamación aguda e incluso el desarrollo de tumores", concluyó Schoenit.