Descubierto el principio matemático detrás de los escutoides, las formas geométricas de moda

Un equipo de científicos españoles anunció el 27 de julio de 2018 el descubrimiento de unas nuevas formas geométricas: los escutoides, una especie de prismas retorcidos observados por primera vez en las glándulas salivales de las moscas de la fruta. Y entonces sucedió lo inimaginable. Se desató una fiebre por los escutoides en la cultura popular. Sin intervención 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 más vistos de la televisión estadounidense. Este miércoles, los padres de estos objetos geométricos anuncian un nuevo descubrimiento: el principio matemático que explica cómo se conectan las células con forma de escutoide en el interior de los seres vivos.

Los escutoides se llaman así por el biólogo Luisma Escudero, sevillano de 46 años e iniciador de las investigaciones. Escudero, del Instituto de Biomedicina de Sevilla, es un experto en biología del desarrollo, la disciplina que estudia cómo una única célula —un óvulo de la madre fecundado por un espermatozoide del padre— se va multiplicando hasta dar lugar a un nuevo ser humano de 30 billones de células, 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 cómo los tumores cambian la estructura de las células del epitelio, el tejido que reviste las superficies y los conductos de los animales. El 27 de septiembre de 2016, el biólogo adelantó en un congreso científico en Begur (Girona) una inesperada observación: las células del epitelio de las glándulas salivales de las moscas no tenían forma de prisma normal o de pirámide truncada, como se pensaba hasta entonces, sino una extraña forma todavía sin nombre. Uno de los científicos del público, el bioquímico Francisco Martín, amigo de Escudero, tuvo una idea y la proclamó: “¡Escutoides!”.

Los escutoides, descubiertos en las moscas, en realidad están por doquier, según recalca Escudero. “Hay células con forma de escutoide en los epitelios que recubren el intestino, el riñón, los túbulos seminíferos de los testículos, el hígado”, enumera el biólogo. Clara Grima, matemática de la Universidad de Sevilla y coautora de los estudios sobre los escutoides, lo adelantó en un artículo en este diario hace cuatro años: “Hemos descrito un nuevo objeto geométrico y lo llevas puesto”. La revista estadounidense The New Yorker lo sintetizó en un llamativo titular: “Todos somos escutoides”. Un nuevo estudio del equipo de Escudero explica ahora la omnipresencia de este objeto geométrico. La forma de escutoide posibilita que las células ahorren energía al unirse a otras para generar tejidos.

Los autores han descubierto ahora “el principio matemático” que rige las conexiones entre estas células. El físico Javier Buceta, coautor de la investigación, recuerda que una persona tiene un promedio de cinco amigos íntimos, según los cálculos del antropólogo británico Robin Dunbar, y no más, porque mantener esas relaciones exige mucha energía. Algo parecido ocurre con las células con forma de escutoide. Normalmente, tienen otras seis o siete células pegadas, pero algunas pueden tener hasta 13 vecinas. Los investigadores han detectado que, cuantas más conexiones tiene una célula epitelial con otras, más energía necesita para establecer nuevas amistades. Y viceversa: cuanto menos conectada esté una célula, menos energía requiere para generar vínculos con otras células vecinas. La geometría de los escutoides condiciona las conexiones entre las células y, por lo tanto, la formación de los tejidos y los órganos. El nuevo estudio se publica en la revista especializada Cell Systems.

El equipo de Escudero y Buceta cree que el principio matemático detrás de los escutoides puede ayudar a producir mejores organoides, los cultivos de células que imitan a los auténticos órganos humanos para su estudio en el laboratorio. Además, los autores defienden que sus nuevos resultados pueden iluminar los mecanismos de formación de tumores en órganos tubulares, como el intestino.

El físico irlandés Denis Weaire es autor de un par de libros de referencia —En busca del empaquetamiento perfecto y Física de las espumas— sobre la formación de objetos geométricos en las espumas, caracterizadas por generar estructuras que minimizan el área de superficie. Weaire, profesor emérito del Trinity College de Dublín, aplaude el nuevo trabajo, en el que no ha participado. “Durante mucho tiempo ha existido la aspiración de utilizar la física para ayudar en los modelos en biología y medicina”, reflexiona. “Este nuevo estudio analiza los reordenamientos de las células en términos de energía, de manera análoga a los métodos de la física de las espumas. Me recuerda a las elegantes especulaciones alrededor del año 1900 de D’Arcy Wentworth Thompson [un biólogo escocés que utilizó las leyes de la física 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 repercusión, al final te vas a hacer millonario”, señala el físico, del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas I2SysBio, un centro mixto de la Universidad de Valencia y el CSIC. La última empresa en sumarse a la moda de los escutoides es la japonesa Asics, especializada en ropa deportiva. La compañía ha lanzado unas zapatillas que presumen de una mejor absorción de impactos bajo los pies, gracias a “la tecnología Scutoid Gel” y a una supuesta “forma escutoide”. Los descubridores del objeto geométrico 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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