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Esta imagen muestra la aparición de patrones fractales en la superficie de las células cancerosas. Fuente: IOP.
El estudio de intrincados patrones fractales en la superficie de las células podría proporcionar una nueva perspectiva de la naturaleza física del cáncer, y ofrecer nuevas formas de prevenir el desarrollo de esta enfermedad.
Un estudio realizado en Estados Unidos ha mostrado, por primera vez, que en la superficie de las células cancerosas humanas emergen patrones fractales en un punto específico de la progresión hacia esta enfermedad.
En concreto, los fractales aparecen en el momento exacto en que las células precancerosas se transforman en células cancerosas, y no antes o después de este punto, explican los investigadores en un artículo publicado hoy, 11 de marzo, en el New Journal of Physics.
Los científicos esperan que este nuevo hallazgo sirva a los biólogos para buscar puntos específicos "débiles" en las vías que conducen a la alteración de las células precancerosas, en este momento específico. Por otra parte, creen que, dirigiéndose a estos puntos débiles, se podría influir en el proceso cancerígeno, y así evitar el desarrollo del cáncer.
Un estudio realizado en Estados Unidos ha mostrado, por primera vez, que en la superficie de las células cancerosas humanas emergen patrones fractales en un punto específico de la progresión hacia esta enfermedad.
En concreto, los fractales aparecen en el momento exacto en que las células precancerosas se transforman en células cancerosas, y no antes o después de este punto, explican los investigadores en un artículo publicado hoy, 11 de marzo, en el New Journal of Physics.
Los científicos esperan que este nuevo hallazgo sirva a los biólogos para buscar puntos específicos "débiles" en las vías que conducen a la alteración de las células precancerosas, en este momento específico. Por otra parte, creen que, dirigiéndose a estos puntos débiles, se podría influir en el proceso cancerígeno, y así evitar el desarrollo del cáncer.
Nuevos paradigmas
El autor principal del estudio, el profesor Igor Sokolov explica en un comunicado de Institute of Physics (IOP): "A pesar de las muchas décadas de lucha contra el cáncer, la guerra está lejos de ser ganada. Un fuerte aumento de la complejidad y de la variabilidad de las firmas genéticas ha ralentizado el progreso basado en la búsqueda de genes específicos de cáncer en los pacientes".
"Por lo tanto, más que nunca, hay una necesidad de nuevos paradigmas conceptuales sobre la naturaleza del cáncer, y lo que hemos encontrado añade al desarrollo de esos paradigmas".
El término "fractal" define un patrón cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. De tal manera, cualquier parte de dicho fractal, es similar, aunque quizás no idéntica, a su estructura completa. Por ejemplo, la hoja de un árbol de helecho se asemeja a la planta entera, y el afluente de un río se asemeja a la forma del propio río.
La naturaleza está llena de patrones fractales. Podemos encontrarlos en las nubes, los rayos, los cristales, los copos de nieve, las montañas o los vasos sanguíneos. Estos patrones se desarrollan en condiciones alejadas del equilibrio, o en sistemas caóticos que no están en un estado de reposo o de equilibrio.
En un momento preciso
En su estudio, los investigadores usaron la tecnología de microscopía de fuerza atómica para producir imágenes de muy alta resolución de la superficie de células epiteliales (células que recubren las superficies interna y externa del cuerpo) cervicales humanas.
Las células fueron estudiadas in vitro, a medida que progresaban de células normales a células premalignas (inmortales, pues continúan dividiéndose indefinidamente, sin morir) y a células malignas.
"A pesar de las expectativas anteriores sobre la asociación de patrones fractales y células cancerosas, se encontró que la geometría fractal se produce solo en un período limitado de desarrollo, cuando las células se vuelven cancerosas inmortales", explica Sokolov. "También descubrimos que las células se desvían más de fractal cuando avanzan más hacia el cáncer, y confirmamos que las células normales no tienen patrones fractales."
Si bien aún no está claro si esa presencia de patrones fractales juega algún papel en el desarrollo o la progresión del cáncer, los investigadores afirman que, sin duda, es plausible que lo jueguen, dado la importancia de la superficie celular para las metástasis (cuando el cáncer hace metástasis y se propaga a través del cuerpo, las células cancerosas tienen que arrastrarse físicamente a través de múltiples tejidos, superando la fricción y la resistencia con la superficie de otras células, explica el investigador). "En adelante, tendremos que ampliar nuestra comprensión de la importancia de la superficie celular en el desarrollo del cáncer", concluye Sokolov.
El autor principal del estudio, el profesor Igor Sokolov explica en un comunicado de Institute of Physics (IOP): "A pesar de las muchas décadas de lucha contra el cáncer, la guerra está lejos de ser ganada. Un fuerte aumento de la complejidad y de la variabilidad de las firmas genéticas ha ralentizado el progreso basado en la búsqueda de genes específicos de cáncer en los pacientes".
"Por lo tanto, más que nunca, hay una necesidad de nuevos paradigmas conceptuales sobre la naturaleza del cáncer, y lo que hemos encontrado añade al desarrollo de esos paradigmas".
El término "fractal" define un patrón cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. De tal manera, cualquier parte de dicho fractal, es similar, aunque quizás no idéntica, a su estructura completa. Por ejemplo, la hoja de un árbol de helecho se asemeja a la planta entera, y el afluente de un río se asemeja a la forma del propio río.
La naturaleza está llena de patrones fractales. Podemos encontrarlos en las nubes, los rayos, los cristales, los copos de nieve, las montañas o los vasos sanguíneos. Estos patrones se desarrollan en condiciones alejadas del equilibrio, o en sistemas caóticos que no están en un estado de reposo o de equilibrio.
En un momento preciso
En su estudio, los investigadores usaron la tecnología de microscopía de fuerza atómica para producir imágenes de muy alta resolución de la superficie de células epiteliales (células que recubren las superficies interna y externa del cuerpo) cervicales humanas.
Las células fueron estudiadas in vitro, a medida que progresaban de células normales a células premalignas (inmortales, pues continúan dividiéndose indefinidamente, sin morir) y a células malignas.
"A pesar de las expectativas anteriores sobre la asociación de patrones fractales y células cancerosas, se encontró que la geometría fractal se produce solo en un período limitado de desarrollo, cuando las células se vuelven cancerosas inmortales", explica Sokolov. "También descubrimos que las células se desvían más de fractal cuando avanzan más hacia el cáncer, y confirmamos que las células normales no tienen patrones fractales."
Si bien aún no está claro si esa presencia de patrones fractales juega algún papel en el desarrollo o la progresión del cáncer, los investigadores afirman que, sin duda, es plausible que lo jueguen, dado la importancia de la superficie celular para las metástasis (cuando el cáncer hace metástasis y se propaga a través del cuerpo, las células cancerosas tienen que arrastrarse físicamente a través de múltiples tejidos, superando la fricción y la resistencia con la superficie de otras células, explica el investigador). "En adelante, tendremos que ampliar nuestra comprensión de la importancia de la superficie celular en el desarrollo del cáncer", concluye Sokolov.
Referencia bibliográfica:
M E Dokukin, N V Guz, C D Woodworth, I Sokolov. Emergence of fractal geometry on the surface of human cervical epithelial cells during progression towards cancer. New Journal of Physics (2015). DOI: 10.1088/1367-2630/17/3/033019.
M E Dokukin, N V Guz, C D Woodworth, I Sokolov. Emergence of fractal geometry on the surface of human cervical epithelial cells during progression towards cancer. New Journal of Physics (2015). DOI: 10.1088/1367-2630/17/3/033019.
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