Por Andrea Martín
17 de octubre de 2024Investigadores del Instituto Wellcome Sanger y de la Universidad de Newcastle (Reino Unido) han creado un atlas celular de la piel humana prenatal con el fin de comprender cómo se forma la piel y qué fallos ocurren en las enfermedades cutáneas.
Según publica la revista Nature, los científicos utilizaron técnicas avanzadas como la secuenciación de células individuales y otras herramientas genómicas para crear el atlas, lo que les permitió descubrir cómo se desarrolla la piel humana, incluidos los folículos pilosos. Estos hallazgos podrían aplicarse en la medicina regenerativa para crear nuevos folículos pilosos y en trasplantes de piel para víctimas de quemaduras.
El equipo también desarrolló un "miniórgano" de piel en una placa con la capacidad de generar cabello. Gracias a este organoide, demostraron cómo las células inmunes juegan un papel fundamental en la reparación de la piel sin cicatrices, lo que podría tener aplicaciones clínicas para prevenir las cicatrices después de cirugías o promover la cicatrización sin marcas tras una herida.
La “receta” para construir piel
Como parte del Atlas de Células Humanas, un proyecto que está mapeando todos los tipos celulares del cuerpo humano para mejorar la comprensión de la salud y la enfermedad, los investigadores han proporcionado una "receta" molecular para construir piel y un nuevo modelo organoide para estudiar enfermedades congénitas de la piel.
Estudiar cómo se desarrolla la piel humana ha sido un reto, ya que los modelos animales presentan diferencias clave. Este equipo se ha centrado en desentrañar cómo se construye la piel humana, comprendiendo el desarrollo de la piel, la ubicación de las células en el tiempo y el espacio, y el papel de la genética, lo que ayudará a explicar cómo mutaciones específicas causan trastornos cutáneos congénitos, como los trastornos ampollosos y la piel escamosa.
En este estudio, los investigadores han creado el primer atlas unicelular y espacial de la piel humana prenatal. Utilizaron muestras de tejido cutáneo prenatal que descompusieron para observar células individuales en suspensión, así como células en su contexto dentro del tejido. Mediante la secuenciación de células individuales y la transcriptómica espacial, analizaron las células a lo largo del tiempo y el espacio, identificando los cambios que regulan el desarrollo de la piel y los folículos pilosos. También describieron los pasos clave en la formación de los folículos pilosos humanos y destacaron las diferencias con los de los ratones.
Utilizando células madre adultas, los investigadores crearon un organoide cutáneo capaz de generar cabello. Al comparar las características moleculares del organoide con la piel prenatal, descubrieron que el modelo se parecía más a la piel prenatal que a la adulta.
No obstante, el equipo observó que los vasos sanguíneos no se formaban tan bien en el organoide como en la piel prenatal. Al añadir células inmunes conocidas como macrófagos al organoide, encontraron que estos promovían la formación de vasos sanguíneos. El equipo empleó técnicas de imagen en 3D para evaluar el crecimiento de estos vasos dentro del tejido.
Se sabía que los macrófagos protegían la piel contra infecciones, pero esta es la primera vez que se demuestra su papel clave en el desarrollo temprano de la piel humana, ayudando a formar los vasos sanguíneos. Esto abre la puerta a mejorar la vascularización en otros organoides tisulares.
El equipo también investigó las diferencias entre la piel prenatal y la adulta, demostrando que los macrófagos son esenciales en la reparación de la piel prenatal sin cicatrices, lo que podría tener aplicaciones clínicas para evitar las cicatrices tras cirugías o heridas.
En definitiva, este estudio proporciona una "receta" molecular sobre cómo se construye la piel humana y cómo se forman los folículos pilosos, con potenciales aplicaciones en la medicina regenerativa, como la creación de folículos pilosos para trasplantes de piel en víctimas de quemaduras o personas con alopecia cicatricial. Además, el atlas de piel humana prenatal ayudará a identificar las células donde se activan los genes causantes de trastornos congénitos del cabello y la piel, como los trastornos ampollosos y la piel escamosa. Los investigadores descubrieron que los genes implicados en estos trastornos se expresan durante la gestación, lo que sugiere que su origen está en el útero. "Estamos emocionados de haber creado un modelo de organoide cutáneo que genera cabello. Durante este proceso, descubrimos un nuevo e importante papel de las células inmunes en la promoción del crecimiento de vasos sanguíneos en el tejido cutáneo en desarrollo, lo que podría mejorar otros modelos de organoides. Estas células inmunitarias, conocidas como macrófagos, también parecen ser clave en la reparación de la piel prenatal sin cicatrices. Nuestros hallazgos podrían ser la base de avances clínicos para evitar cicatrices después de cirugías", concluye Hudaa Gopee, coautora principal del estudio y profesora en la Universidad de Newcastle.
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