Un nuevo estudio publicado en la revista *Physical Review Letters* ha desvelado un innovador enfoque sobre la dinámica de los tejidos biológicos, desafiando la noción tradicional de que estos funcionan como estructuras rígidas e inertes. A pesar de que los tejidos pueden parecer sólidos estables a simple vista, su interior está en constante reorganización, donde las células realizan movimientos coordinados, como alinear, contraer y estirarse, para formar órganos completos. Este equipo de investigadores ha propuesto un marco teórico que relaciona la elasticidad, el orden interno y la actividad biológica, facilitando un entendimiento más profundo de cómo se comportan los tejidos vivos, los cuales no fluyen como líquidos, sino que mantienen una estructura sólida mientras se reorganizan internamente.
En el corazón de este estudio se encuentran los defectos topológicos, que son configuraciones especiales donde el orden interno de un material no se mantiene de manera uniforme. Estas irregularidades estructurales pueden ser cruciales en los procesos biológicos, pues actúan como centros organizativos que influyen en eventos como la división celular y la reparación de tejidos. En organismos como Hydra, por ejemplo, los defectos topológicos están relacionados con la creación de nuevos ejes corporales durante la regeneración. La investigación pone de relieve que, a diferencia de la suposición previa de que estos defectos se desplazan en un medio fluido, en muchos tejidos reales se comportan como sólidos elásticos, lo que implica una necesidad de redefinir nuestra comprensión de su movimiento.
Los autores del estudio presentan un modelo matemático que ilustra cómo los defectos pueden moverse mediante la remodelación local del orden interno, en lugar de ser arrastrados por flujos internos, lo cual se evidencia en su afirmación de que «este mecanismo es fundamentalmente diferente del caso fluido». En consecuencia, sugiere que los defectos pueden desplazarse dentro de un sólido activo incluso sin presencia de flujo macroscópico. Este descubrimiento es significativo ya que contradice muchas de las interpretaciones previas que se centraban en la dinámica de fluidos activos, aportando un nuevo marco conceptual que podría explicar observaciones experimentales en tejidos donde se ha visto que los defectos se comportan de maneras consideradas ‘erróneas’ bajo modelos anteriores.
Además, el modelo establece una conexión directa con procesos biológicos tales como la morfogénesis y la regeneración de tejidos. Los autores indican que la manera en que los defectos topológicos migran y se reorganizan durante el desarrollo de un organismo puede ser entendida sin necesidad de recurrir a flujos colectivos. Este matiz origina un entendimiento más claro de cómo los tejidos no solo responden a instrucciones genéticas, sino también a principios físicos que rigen la interacción entre elasticidad y actividad interna, lo que podría influir fuertemente en la geometría final de los órganos en desarrollo.
El alcance de este estudio va más allá de la biología, acercándose a la creación de materiales nuevos y diseñados que podrían beneficiarse de las mismas dinámicas observadas en los sistemas biológicos. Los elastómeros nemáticos, por ejemplo, son un tipo de material que podría incorporar estos principios para desarrollar superficies inteligentes y actuadores blandos. Además, se sugiere una futura integración de la mecánica con la señalización química, lo que podría ofrecer una descripción aún más completa de cómo se organizan los tejidos vivos. Con esta investigación, los científicos no solo pavan el camino para entender mejor la biología del desarrollo, sino que también están estableciendo direcciones emocionantes para la aplicación de estas revelaciones en la ciencia de materiales.