El nuevo concepto médico y matemático de muerte celular
La muerte es un destino ineludible para todos los seres vivos, ya sean animales, plantas o incluso células. Aunque diferenciamos claramente entre lo que está vivo y lo que está muerto, la muerte celular aún carece de una definición matemática universalmente aceptada. Dada su relevancia en procesos biológicos y en el ámbito de la salud, resulta esencial comprender y definir qué entendemos exactamente por muerte celular, especialmente en el contexto de la investigación científica.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio ha presentado una propuesta innovadora: una definición matemática de la muerte celular basada en la capacidad de una célula potencialmente "muerta" de regresar a un estado que se considera "vivo". Este concepto se detalla en un estudio publicado en la revista Physical Review Research y promete ser una herramienta valiosa para futuras investigaciones en biología y medicina.
Un nuevo enfoque para comprender la vida y la muerte
El proyecto liderado por el profesor adjunto Yusuke Himeoka, del Instituto de Biología Universal, tiene un ambicioso objetivo científico: comprender las diferencias fundamentales entre lo vivo y lo no vivo desde una perspectiva matemática. Según Himeoka, “mi objetivo a largo plazo es descifrar por qué la transición de la no vida a la vida es tan difícil, mientras que el cambio inverso es tan sencillo”.
El equipo desarrolló una definición matemática y un método computacional que permite cuantificar el límite entre la vida y la muerte celular. Su enfoque se basa en la capacidad de las células para controlar estados metabólicos modulando las actividades de las enzimas, componentes esenciales en las reacciones químicas de los sistemas biológicos.
La propuesta: estados vivos y muertos
Según la nueva definición, un estado celular "muerto" es aquel desde el cual la célula no puede regresar a un estado "vivo" predefinido, independientemente de cualquier modificación bioquímica. Esta conclusión llevó a los investigadores a diseñar un método computacional denominado "rayos estequiométricos", que mide el límite entre los estados vivos y muertos. Este método utiliza como base las reacciones enzimáticas y principios de la segunda ley de la termodinámica, que establece que los sistemas tienden a evolucionar de estados ordenados a desordenados.
El método propuesto podría ser una herramienta valiosa para comprender mejor los mecanismos de la muerte celular. Además, abre posibilidades para controlar e incluso revertir este proceso en experimentos controlados en laboratorio.
Hacia una comprensión más amplia de la vida y la muerte
Aunque el método actual no se aplica directamente a sistemas autónomos —como organismos vivos en su conjunto—, el profesor Himeoka ve el potencial de ampliarlo. "La autonomía es una característica esencial de los sistemas vivos. Me gustaría desarrollar nuestro enfoque para aplicarlo también a sistemas completamente autónomos", explicó.
El investigador destaca la importancia de este avance en términos científicos y sociales: "Aunque tendemos a pensar que la muerte es irreversible, este no es un concepto tan obvio. Si logramos comprender y controlar la muerte celular, podría cambiar nuestra percepción de la vida y la sociedad en general".
Implicaciones futuras
Este avance no solo tiene aplicaciones en la investigación básica, sino que también podría transformar el campo de la medicina. La posibilidad de revertir la muerte celular o controlar su ocurrencia podría tener un impacto profundo en áreas como el tratamiento de enfermedades degenerativas, la regeneración de tejidos o incluso el retraso del envejecimiento.
El equipo de la Universidad de Tokio ha sentado las bases para futuras investigaciones que podrían revolucionar nuestra comprensión de la vida y la muerte. Este estudio, encabezado por el profesor Yusuke Himeoka, no solo ofrece una herramienta para la investigación, sino que también plantea preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la existencia y los límites de la biología moderna.