Piel con folículos pilosos y glándulas cultivadas en el laboratorio

La ingeniería tisular de la piel ha recorrido un largo camino en los últimos años, pero está luchando para pasar de crear hojas 2D simples de células tisulares a regenerar un órgano tridimensional complejo y funcional completo con folículos capilares, glándulas y conexiones a otros sistemas orgánicos.
Los investigadores fabricaron células de vástago pluripotentes inducidas (iPS) a partir de células de goma de ratón, y las usaron para hacer crecer tejido cutáneo complejo, completo con folículos pilosos y glándulas sebáceas, que funcionaba como el tejido normal.
Crédito de la imagen: RIKEN / Tsuji et al.

Ahora, un nuevo estudio - realizado por investigadores en Japón y publicado en la revista Avances científicos - parece haber dado un importante paso adelante en la bioingeniería de la piel y la medicina regenerativa.

La piel es un órgano complejo que cumple una serie de funciones. Es resistente al agua, proporciona amortiguación, protege los tejidos más profundos, excreta los desechos y regula el calor. Para que esto suceda, varios sistemas tienen que funcionar juntos dentro de una compleja arquitectura de tejidos 3D.

El líder del estudio, el Dr. Takashi Tsuji, quien dirige un laboratorio de regeneración de órganos en el Centro RIKEN de Biología del Desarrollo (CDB) en Kobe, dice:

"Hasta ahora, el desarrollo artificial de la piel se ha visto obstaculizado por el hecho de que la piel carecía de los órganos importantes, como los folículos capilares y las glándulas exocrinas, que permiten que la piel desempeñe un papel importante en la regulación".

En su artículo, los investigadores describen cómo fabricaron células madre a partir de células de goma de ratón y las usaron para hacer crecer tejido cutáneo complejo, completo con folículos pilosos y glándulas sebáceas, en el laboratorio.

Las glándulas sebáceas secretan sustancias oleosas que ayudan a mantener la piel suave, lisa e impermeable. Junto con los folículos pilosos forman una parte importante del "sistema de órganos tegumentario": la capa de tejido complejo entre la piel externa e interna.

En la piel que funciona completamente, el sistema tegumentario se conecta con otros sistemas orgánicos, como los nervios y las fibras musculares.

Los investigadores implantaron sus tejidos de piel generados por células madre 3D en ratones vivos y demostraron que formaban estas conexiones.

Ellos creen que su estudio es un paso significativo hacia la creación de trasplantes funcionales de piel para las víctimas de quemaduras y otros pacientes que requieren una nueva piel.

Los implantes se desarrollaron como la piel normal

Para el estudio, el equipo usó sustancias químicas para hacer que las células gingivales de ratón regresen a un estado similar a las células madre. Al igual que las células madre embrionarias, estas llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPS) tienen el potencial de diferenciarse en casi cualquier otro tipo de célula en el cuerpo.

Cuando los cultivaron en cultivo, los investigadores encontraron que las células iPS se desarrollaron correctamente en lo que se conoce como un cuerpo embrioide (EB), un grupo de células 3D que tiene algunas similitudes con un embrión en desarrollo.

Los investigadores implantaron los EB en ratones con sistemas inmunológicos debilitados deliberadamente. Los EB se diferenciaron gradualmente en tejido cutáneo complejo, de forma muy parecida a como lo hacen en un embrión en desarrollo.

Una vez que los tejidos se habían diferenciado, el equipo los sacó del primer grupo de ratones y los trasplantó al tejido cutáneo de otro grupo de ratones. Estos implantes se desarrollaron normalmente como tejido tegumentario.

Los investigadores también descubrieron que a medida que el tejido implantado crecía en tejido tegumentario, establecía conexiones normales con los tejidos nerviosos y musculares circundantes, lo que le permitía funcionar normalmente.

Los autores señalan que una característica clave de su éxito fue el uso de la señalización Wnt10b. Es bien sabido que esta vía está involucrada en el control de las células madre que se desarrollan en el tejido adiposo, los huesos, la piel y otros órganos. Observan cómo la señalización Wnt10b llevó a una mayor cantidad de folículos pilosos, lo que hace que el tejido diseñado se parezca más a la piel normal.

El Dr. Tsuji concluye:

"Nos acercamos cada vez más al sueño de poder recrear órganos reales en el laboratorio para el trasplante, y también creemos que el tejido cultivado mediante este método podría usarse como una alternativa a las pruebas con animales de productos químicos".

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