Segmentación celular en un corte transversal de piel humana. En rosa, la membrana, y en azul los nucleótidos. Wellcome Sanger Institute.
Crean por primera vez un atlas celular de la piel humana para curar heridas sin cicatrices y regenerar pelo
- Los investigadores han logrado crear un orgánulo de piel funcional en el que crece pelo y que ha revelado mecanismos fundamentales.
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Investigadores del Instituto Wellcome Sanger y la Universidad de Newcastle (Reino Unido) han publicado el primer atlas celular de la piel prenatal para entender cómo se forma la dermis, qué provoca sus patologías y cómo se puede abordar mejor su curación. Los científicos han empleado la secuenciación de células individuales y otras técnicas de genómica para revelar cómo se forman cada uno de los elementos, incluidos los folículos capilares.
A continuación, según explican en el artículo publicado en la revista Nature, los investigadores lograron crear un orgánulo de piel humana en laboratorio, que fue capaz de producir vello. Podría convertirse en una estrategia, afirman, para regenerar el cabello perdido por víctimas de quemaduras y otro tipo de heridas y enfermedades que han requerido trasplantes de piel.
Además, han podido comprobar en el organoide que las células del sistema inmunitario cumplen un papel importante en la reparación sin cicatrices de las heridas de la piel. Como parte del proyecto 'Atlas Celular Humano', los autores del presente trabajo plantean una 'receta molecular' para regenerar la piel y cicatrizar sin rastro después de cirugías y traumatismos.
La piel, el órgano más grande del cuerpo -alcanza de media los dos metros cuadrados- se desarrolla en un ambiente estéril, el vientre materno. Todos los folículos capilares se forman antes del nacimiento -a lo largo de la vida se activan por ciclos pero no nacen otros nuevos-, mientras que la piel durante la gestación puede regenerarse y curarse sin dejar cicatrices. Entender estos procesos, argumentan los autores, puede ayudar a abordar los trastornos que provocan ampollas y escamaciones.
El trabajo utilizó muestras de piel prenatal, que se laminó hasta el punto de poder observar las células individuales suspendidas en el tejido y su posición precisa. Combinando la secuenciación con la transcriptómica espacial, los investigadores pudieron relacionar cada célula en base a su función y a su relación con las de su entorno. Particularmente, apuntaron los cambios que regulan tanto el desarrollo de las células de la piel como las del cabello.
Ampliación del mapa celular, con las membranas, núcleos y contenidos celulares. Wellcome Sanger Institute.
A continuación, crearon el orgánulo usando células madre adultas en una placa de Petri. Además de desarrollar pelo, este experimento tenía una morfología mucho más parecida a la piel prenatal que a la adulta, ya que no formaba vasos sanguíneos en su interior. Tuvieron que añadir un tipo de células inmune, los macrófagos, para que el cuerpo comenzara a crearlos.
Estos macrófagos cumplen una función primordial tras el nacimiento, contribuyendo a mantener a raya las infecciones. Es la primera vez, no obstante, que la presencia de estas células pertenecientes al sistema inmunitario se vincula a la vascularización de la piel, como pudieron comprobar los investigadores mediante imágenes en 3D. Además, están implicados en la regeneración del tejido herido sin dejar cicatriz.
Este Atlas de la Piel Prenatal Humana se utilizará para identificar en qué células se expresan los genes vinculados con trastornos congénitos de la piel y el cabello. "Esta 'receta' para crear nuevos tejidos tiene un increíble potencial clínico y podría usarse para la medicina regenerativa, complementando los trasplantes de piel y pelo para las víctimas de quemaduras o con alopecia cicatricial", explica Elena Winheim, investigadora del Wellcome Sanger Institute.
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Además de generar el orgánulo en el que crece pelo, "hemos descubierto un nuevo e importante papel de las células del sistema inmunitario al impulsar el crecimiento de vasos sanguíneos en la piel, lo que nos ayudará a mejorar la producción de otros organoides", destaca Hudaa Gopee, de la Universidad de Newcastle University.
El Atlas, finalmente, se pone a disposición de la comunidad científica para que pueda ser usado por los investigadores sobre enfermedades congénitas de la piel y la medicina regenerativa. "Estamos dando pasos muy emocionantes para llegar a entender los pasos mediante los cuáles se construye un ser humano, y qué es lo que va mal cuando se presenta la enfermedad", resume Muzlifah Haniffa, Jefe de Genética Celular del Instituto Wellcome Sanger.
