Dit is de scutoïde!

Een wat? Juist, de scutoïde. De naam is afkomstig van de gelijkenis met het ‘scutellum’, het achterste deel van de borstkas – ofwel het middengedeelte – van een insect.

Dit is hem dan, de scutoïde! Afbeelding: University of Seville

Geometrische vorm
Onderzoekers ontdekten deze nieuwe geometrische vorm terwijl ze de epitheelcellen aan een nadere inspectie onderworpen. Naarmate een embryo zich ontwikkelt, buigen weefsels zich in complexe driedimensionale vormen. Epitheliale cellen zijn de bouwstenen van dit proces. Zij vormen bijvoorbeeld de buitenste laag van de huid, maar bekleden ook de bloedvaten en organen van alle dieren.

Kromming
Deze cellen pakken strak op elkaar. Door de kromming die optreedt tijdens de embryonale ontwikkeling, werd in eerste instantie aangenomen dat deze epitheliale cellen alleen zuilvormige of flesachtige vormen aannemen. Maar niets is minder waar. Want nu blijkt dat epitheelcellen tijdens het buigen van weefsel een niet eerder beschreven vorm aannemen – de scutoïde dus! Deze stellen de cellen in staat het energieverbruik te minimaliseren en de verpakkingsstabiliteit te maximaliseren.

Om de voorspellingen van het model na te gaan, onderzocht de groep de driedimensionale verpakking van verschillende weefsels in een aantal dieren. Hieruit bleek inderdaad dat de computermodellen het bij het juiste eind hadden.

Modelleren
De ontdekking werd gedaan via computer modellering. “Tijdens het modelleringsproces waren de resultaten die we zagen erg vreemd,” zegt onderzoeker Javier Bruceta. “We kwamen erachter dat zuilvormige en flesachtige vormen niet de enige vormen zijn die cellen kunnen ontwikkelen. Tot onze grote verbazing had de vorm nog niet eens een naam in de wiskunde!”

De ontdekking – die terug te lezen is in het tijdschrift Nature Communications – heeft grote gevolgen voor de toekomst. “Als men bijvoorbeeld een kunstmatig orgaan wil laten groeien, zou onze ontdekking kunnen helpen om de driedimensionale verpakking van het weefsel makkelijker te laten verlopen,” legt Bruceta uit. “Hierbij wordt nauwkeuring de manier van de natuur nagebootst om het weefsel zo efficiënt mogelijk te laten ontwikkelen.”