La quimiotaxis es el movimiento de organismos pequeños y células individuales en respuesta a señales químicas en el entorno circundante. Esto juega un papel en varios procesos biológicos, desde la fertilización hasta la lucha contra las infecciones. La investigación sobre quimiotaxis incluye la exploración de cómo se mueven los organismos pequeños, cuándo responden a señales químicas y qué puede interrumpir estos procesos. Los investigadores trabajan en laboratorios de microbiología con acceso a microscopía de alta resolución y otras herramientas para estudiar procesos que ocurren en un nivel muy minucioso.
En la quimiotaxis, las células individuales, los organismos unicelulares y los pequeños organismos multicelulares responden a las sustancias químicas acercándose o alejándose de ellas. Tienen receptores sensibles a determinadas sustancias químicas de interés o preocupación, por lo que pueden responder a ellas mediante una variedad de técnicas de movimiento. Los quimioatrayentes son sustancias químicas que tienden a aumentar el deseo de acercarse a una fuente química determinada, mientras que los quimioatrayentes estimulan a los organismos o células a moverse en la dirección opuesta.
La reproducción sexual se basa en la quimiotaxis para permitir que los espermatozoides migren hacia un óvulo, siguiendo a los quimioatrayentes producidos por el óvulo para que pueda completar la fertilización. Durante el desarrollo fetal, la quimiotaxis también juega un papel en el movimiento de las células a medida que se desarrolla el organismo; las células nerviosas en ciernes, por ejemplo, comienzan a distribuirse para trazar un mapa del sistema nervioso. Los errores en este proceso pueden resultar en defectos de nacimiento o abortos espontáneos, si el feto en crecimiento desarrolla anormalidades incompatibles con la vida.
El sistema inmunológico usa células como neutrófilos y macrófagos para detectar organismos infecciosos y neutralizarlos, confiando en la quimiotaxis para detectar los químicos producidos por estas células y poder rastrearlos. Por el contrario, los microorganismos pueden responder a los quimiorrepelentes en las toxinas para evitarlos, alejándose más de los productos químicos hasta que alcanzan una zona segura. Estos dos ejemplos muestran cómo las células individuales y los organismos completos utilizan el proceso para navegar por su entorno, basándose en señales químicas para decidir cómo, cuándo y dónde moverse.
Los productos químicos pueden interrumpir la quimiotaxis al confundir o desorientar a las células, lo que las lleva a cometer errores. Si la motilidad celular está limitada por factores ambientales, esto también puede resultar en errores donde los organismos pueden alejarse de las fuentes de nutrición o acercarse a las toxinas. Los problemas con la migración celular también pueden desarrollarse en situaciones como lesiones nerviosas, donde las nuevas células en crecimiento que intentan reemplazar las células viejas dañadas pueden crecer en la dirección incorrecta debido a errores de orientación. Los investigadores tienen interés en aprender más sobre estos procesos, ya que pueden ser importantes para tratar lesiones y enfermedades, así como para abordar la infertilidad.