Un atlas de la piel humana da la receta para restaurarla sin cicatrices

La piel es el órgano más grande del cuerpo humano, con una superficie promedio de dos metros cuadrados. Actúa como barrera protectora, regula la temperatura corporal y tiene la capacidad de regenerarse. La piel se desarrolla en un entorno estéril en el útero, con todos los folículos pilosos formándose antes del nacimiento. Después del nacimiento, los folículos ciclan, pero no se crean nuevos. Sin embargo, antes del nacimiento la piel tiene una habilidad única para curarse sin dejar cicatrices.

Disponer de piel humana para el tratamiento de los grandes quemados, para evitar cicatrices tras una cirugía, o para el trasplante de cabello, sería un hito científico que mejoraría la calidad de vida de muchas personas y, ahora, un equipo de investigadores ha creado el primer atlas de células individuales de la piel humana, que ayudará a descubrir cómo se desarrolla este órgano, incluyendo los folículos pilosos, y qué sucede cuando hay enfermedades. Sus hallazgos se podrían aplicar en la medicina regenerativa para crear nuevos folículos pilosos y realizar trasplantes de piel en víctimas de quemaduras.

El estudio ha sido realizado por científicos de la Universidad de Newcastle, el Instituto Wellcome Sanger y otros colaboradores y se ha publicado en Nature, donde explican que también crearon un “mini órgano” de piel en un laboratorio con la capacidad de generar cabello. Utilizando este organoide, demostraron cómo las células inmunitarias desempeñan un papel clave en la reparación de la piel sin que queden cicatrices, lo que podría tener aplicaciones clínicas para evitar cicatrices tras cirugías o heridas.

“Nuestro atlas prenatal de piel humana y modelo organoide brindan a la comunidad de investigación herramientas disponibles gratuitamente para estudiar enfermedades congénitas de la piel y explorar posibilidades de medicina regenerativa. Estamos dando pasos emocionantes hacia la creación del Atlas de células humanas, la comprensión de los pasos biológicos de cómo se construyen los humanos y la investigación de lo que falla en las enfermedades”, ha declarado la profesora Muzlifah Haniffa, jefa interina de Genética Celular en el Instituto Wellcome Sanger, también afiliada a la Universidad de Newcastle y coautora principal.

Primera 'receta molecular' para crear piel humana

Estudiar el desarrollo de la piel humana ha sido difícil debido a las diferencias clave en los modelos animales. Como parte del Atlas de Células Humanas, el equipo de investigadores se ha centrado en estudiar cómo se construye la piel humana. Comprender cómo se desarrolla la piel, la ubicación de las células en el espacio y el tiempo, y el papel de la genética ayudará a revelar cómo ciertas mutaciones causan trastornos congénitos de la piel, como las enfermedades ampollosas y la piel escamosa.

El equipo utilizó muestras de tejido de piel prenatal, que descompusieron para analizar las células individuales en suspensión, así como las células en su lugar dentro del tejido. Mediante técnicas de secuenciación de células individuales y transcriptómica espacial, los científicos analizaron las células en su espacio y tiempo, así como los cambios celulares que regulan el desarrollo de la piel y los folículos pilosos. Describieron los pasos que explican cómo se forman los folículos pilosos humanos y señalaron diferencias con los folículos de los ratones.

Utilizando células madre adultas, los investigadores también crearon un “mini órgano” de piel en un laboratorio, con la capacidad de crecer cabello. Compararon las características moleculares de estos organoides con la piel prenatal y encontraron que los organoides de piel se asemejan más a la piel prenatal que a la piel adulta.

“Estos descubrimientos podrían ser utilizados en medicina regenerativa para ofrecer trasplantes de piel y cabello, como en el caso de víctimas de quemaduras o personas con alopecia cicatricial”

El equipo descubrió que los vasos sanguíneos no se formaban tan bien en los organoides como en la piel prenatal. Al agregar células inmunitarias llamadas macrófagos al organoide, descubrieron que estas células promovían la formación de vasos sanguíneos. Además, realizaron imágenes en 3D para evaluar la formación de vasos dentro del tejido.

Se sabe que los macrófagos protegen la piel de infecciones, pero esta es la primera vez que se demuestra que tienen un papel crucial en la formación de la piel humana durante su desarrollo temprano, al apoyar el crecimiento de vasos sanguíneos. Esto podría mejorar la vascularización en otros organoides.

Los investigadores encontraron que los genes relacionados con estos trastornos están activos en la piel prenatal, lo que indica que su origen es intrauterino. Los organoides creados en este estudio proporcionan un modelo más preciso para estudiar estas enfermedades.

La doctora Elena Winheim, coautora principal del Instituto Wellcome Sanger, señaló: “Con nuestro atlas de la piel humana prenatal, hemos proporcionado la primera 'receta molecular' para crear piel humana y hemos descubierto cómo se forman los folículos pilosos antes del nacimiento”. “Estos descubrimientos tienen un increíble potencial clínico y podrían ser utilizados en medicina regenerativa para ofrecer trasplantes de piel y cabello, como en el caso de víctimas de quemaduras o personas con alopecia cicatricial”.