Descubierto el principio matem¨¢tico detr¨¢s de los escutoides, las formas geom¨¦tricas de moda

Un equipo de cient¨ªficos espa?oles anunci¨® el 27 de julio de 2018 el descubrimiento de unas nuevas formas geom¨¦tricas: los escutoides, una especie de prismas retorcidos observados por primera vez en las gl¨¢ndulas salivales de las moscas de la fruta. Y entonces sucedi¨® lo inimaginable. Se desat¨® una fiebre por los escutoides en la cultura popular. Sin intervenci¨®n de los investigadores, multitud de empresas pusieron a la venta productos con forma de escutoide: pendientes, vasos, anillos, maceteros, tarros de miel. Los escutoides aparecieron hasta en el show de Stephen Colbert, uno de los programas m¨¢s vistos de la televisi¨®n estadounidense. Este mi¨¦rcoles, los padres de estos objetos geom¨¦tricos anuncian un nuevo descubrimiento: el principio matem¨¢tico que explica c¨®mo se conectan las c¨¦lulas con forma de escutoide en el interior de los seres vivos.

Los escutoides se llaman as¨ª por el bi¨®logo Luisma Escudero, sevillano de 46 a?os e iniciador de las investigaciones. Escudero, del Instituto de Biomedicina de Sevilla, es un experto en biolog¨ªa del desarrollo, la disciplina que estudia c¨®mo una ¨²nica c¨¦lula ¡ªun ¨®vulo de la madre fecundado por un espermatozoide del padre¡ª se va multiplicando hasta dar lugar a un nuevo ser humano de 30 billones de c¨¦lulas, cada una en su lugar adecuado.

El equipo de Escudero se fija en aspectos muy concretos, empleando como animal de laboratorio la mosca de la fruta. Por ejemplo, investigan c¨®mo los tumores cambian la estructura de las c¨¦lulas del epitelio, el tejido que reviste las superficies y los conductos de los animales. El 27 de septiembre de 2016, el bi¨®logo adelant¨® en un congreso cient¨ªfico en Begur (Girona) una inesperada observaci¨®n: las c¨¦lulas del epitelio de las gl¨¢ndulas salivales de las moscas no ten¨ªan forma de prisma normal o de pir¨¢mide truncada, como se pensaba hasta entonces, sino una extra?a forma todav¨ªa sin nombre. Uno de los cient¨ªficos del p¨²blico, el bioqu¨ªmico Francisco Mart¨ªn, amigo de Escudero, tuvo una idea y la proclam¨®: ¡°?Escutoides!¡±.

Los escutoides, descubiertos en las moscas, en realidad est¨¢n por doquier, seg¨²n recalca Escudero. ¡°Hay c¨¦lulas con forma de escutoide en los epitelios que recubren el intestino, el ri?¨®n, los t¨²bulos semin¨ªferos de los test¨ªculos, el h¨ªgado¡±, enumera el bi¨®logo. Clara Grima, matem¨¢tica de la Universidad de Sevilla y coautora de los estudios sobre los escutoides, lo adelant¨® en un art¨ªculo en este diario hace cuatro a?os: ¡°Hemos descrito un nuevo objeto geom¨¦trico y lo llevas puesto¡±. La revista estadounidense The New Yorker lo sintetiz¨® en un llamativo titular: ¡°Todos somos escutoides¡±. Un nuevo estudio del equipo de Escudero explica ahora la omnipresencia de este objeto geom¨¦trico. La forma de escutoide posibilita que las c¨¦lulas ahorren energ¨ªa al unirse a otras para generar tejidos.

Los autores han descubierto ahora ¡°el principio matem¨¢tico¡± que rige las conexiones entre estas c¨¦lulas. El f¨ªsico Javier Buceta, coautor de la investigaci¨®n, recuerda que una persona tiene un promedio de cinco amigos ¨ªntimos, seg¨²n los c¨¢lculos del antrop¨®logo brit¨¢nico Robin Dunbar, y no m¨¢s, porque mantener esas relaciones exige mucha energ¨ªa. Algo parecido ocurre con las c¨¦lulas con forma de escutoide. Normalmente, tienen otras seis o siete c¨¦lulas pegadas, pero algunas pueden tener hasta 13 vecinas. Los investigadores han detectado que, cuantas m¨¢s conexiones tiene una c¨¦lula epitelial con otras, m¨¢s energ¨ªa necesita para establecer nuevas amistades. Y viceversa: cuanto menos conectada est¨¦ una c¨¦lula, menos energ¨ªa requiere para generar v¨ªnculos con otras c¨¦lulas vecinas. La geometr¨ªa de los escutoides condiciona las conexiones entre las c¨¦lulas y, por lo tanto, la formaci¨®n de los tejidos y los ¨®rganos. El nuevo estudio se publica en la revista especializada Cell Systems.

El equipo de Escudero y Buceta cree que el principio matem¨¢tico detr¨¢s de los escutoides puede ayudar a producir mejores organoides, los cultivos de c¨¦lulas que imitan a los aut¨¦nticos ¨®rganos humanos para su estudio en el laboratorio. Adem¨¢s, los autores defienden que sus nuevos resultados pueden iluminar los mecanismos de formaci¨®n de tumores en ¨®rganos tubulares, como el intestino.

El f¨ªsico irland¨¦s Denis Weaire es autor de un par de libros de referencia ¡ªEn busca del empaquetamiento perfecto y F¨ªsica de las espumas¡ª sobre la formaci¨®n de objetos geom¨¦tricos en las espumas, caracterizadas por generar estructuras que minimizan el ¨¢rea de superficie. Weaire, profesor em¨¦rito del Trinity College de Dubl¨ªn, aplaude el nuevo trabajo, en el que no ha participado. ¡°Durante mucho tiempo ha existido la aspiraci¨®n de utilizar la f¨ªsica para ayudar en los modelos en biolog¨ªa y medicina¡±, reflexiona. ¡°Este nuevo estudio analiza los reordenamientos de las c¨¦lulas en t¨¦rminos de energ¨ªa, de manera an¨¢loga a los m¨¦todos de la f¨ªsica de las espumas. Me recuerda a las elegantes especulaciones alrededor del a?o 1900 de D¡¯Arcy Wentworth Thompson [un bi¨®logo escoc¨¦s que utiliz¨® las leyes de la f¨ªsica para intentar explicar, por ejemplo, la forma hexagonal de las celdillas de las colmenas]¡±, opina Weaire.

Buceta bromea con el impacto de los escutoides en la cultura popular. ¡°Mis amigos piensan que, cuando un invento tiene esta repercusi¨®n, al final te vas a hacer millonario¡±, se?ala el f¨ªsico, del Instituto de Biolog¨ªa Integrativa de Sistemas I2SysBio, un centro mixto de la Universidad de Valencia y el CSIC. La ¨²ltima empresa en sumarse a la moda de los escutoides es la japonesa Asics, especializada en ropa deportiva. La compa?¨ªa ha lanzado unas zapatillas que presumen de una mejor absorci¨®n de impactos bajo los pies, gracias a ¡°la tecnolog¨ªa Scutoid Gel¡± y a una supuesta ¡°forma escutoide¡±. Los descubridores del objeto geom¨¦trico no ven un euro. ¡°Cometimos el error de no proteger el nombre con un copyright¡±, opina Buceta. ¡°No nos vamos a hacer ricos con este descubrimiento¡±, reconoce entre risas.

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