Mapa de la piel humana: ‘receta’ para reconstrucción
Investigadores del Instituto Wellcome Sanger de la Universidad de Newcastle, Reino Unido, han creado un atlas unicelular de piel humana prenatal para comprender cómo se forma la piel y qué falla en las enfermedades.
Según Nature, utilizaron secuenciación unicelular y otras técnicas genómicas para crear el atlas y descubrir cómo se forma la piel humana, incluidos los folículos pilosos. Este conocimiento podría utilizarse para crear nuevos folículos pilosos en medicina regenerativa y trasplantes de piel para víctimas de quemaduras.
El equipo también creó un «miniórgano» de piel en un plato con la capacidad de hacer crecer cabello. Utilizando el organoide, demostraron cómo las células inmunitarias desempeñan un papel importante en la reparación de la piel sin cicatrices, lo que podría conducir a aplicaciones clínicas para prevenir las cicatrices después de una cirugía o la curación sin cicatrices después de una lesión.
Como parte del Atlas de células humanas, que mapea todos los tipos de células del cuerpo humano para transformar la comprensión de la salud y la enfermedad, los investigadores proporcionan una «receta» molecular para construir la piel y un nuevo modelo organoide para estudiar enfermedades congénitas de la piel.
Ha sido muy difícil estudiar cómo se desarrolla la piel humana porque los modelos animales tienen diferencias clave. Como parte del Human Cell Atlas, un equipo de investigadores se centra en estudiar cómo se construye la piel humana. Comprender cómo se desarrolla la piel, dónde se ubican las células en el espacio y el tiempo y el papel de la genética ayudará a revelar cómo mutaciones específicas causan trastornos congénitos de la piel, como ampollas y piel escamosa.
En este nuevo estudio, los investigadores han creado el primer atlas espacial unicelular de la piel prenatal humana. El equipo utilizó muestras de tejido de piel prenatal, que diseccionaron para observar células individuales en suspensión, así como células dentro del tejido. Los científicos utilizaron secuenciación unicelular y transcriptómica espacial de última generación para analizar células individuales en el espacio y el tiempo, así como los cambios celulares que regulan el desarrollo de la piel y los folículos pilosos. Describieron los pasos que describen cómo se forman los folículos pilosos humanos e identificaron las diferencias con los folículos pilosos de ratón.
Utilizando células madre adultas, los investigadores también crearon un «miniórgano» de piel sobre una placa, conocido como organoide, con la capacidad de hacer crecer cabello. Compararon las características moleculares de los organoides de la piel con la piel prenatal y descubrieron que el modelo de organoides de la piel se parecía más a la piel prenatal que a la piel adulta.
Así, el equipo descubrió que no se formaban vasos sanguíneos en los organoides de la piel ni en la piel prenatal. Al agregar células inmunes conocidas como macrófagos al organoide, descubrieron que los macrófagos promovían la formación de vasos sanguíneos y el equipo realizó imágenes en 3D para evaluar la formación de vasos sanguíneos en el tejido.
Se sabe que estas células inmunitarias protegen la piel de infecciones. Sin embargo, esta es la primera vez que se demuestra que los macrófagos desempeñan un papel clave en la formación de la piel humana durante el desarrollo temprano al apoyar el crecimiento de los vasos sanguíneos. Esto proporciona una opción para mejorar la vascularización de otros organoides tisulares.
El equipo también observó las diferencias en los tipos de células entre la piel prenatal y la adulta. Demostraron que los macrófagos desempeñan un papel importante en la reparación de la piel sin cicatrices en la piel prenatal, lo que podría conducir a aplicaciones clínicas para prevenir las cicatrices después de una cirugía o lesión.
Como resultado de este estudio, el equipo proporciona una «receta» molecular de cómo se construye la piel humana y cómo se forman los folículos pilosos. Este conocimiento podría utilizarse para crear nuevos folículos pilosos para la medicina regenerativa, como para trasplantes de piel en víctimas de quemaduras o personas con alopecia cicatricial. El atlas prenatal de la piel humana también se utilizará para identificar en qué células están activos o se expresan genes que se sabe que causan trastornos congénitos del cabello y la piel, como trastornos de vesículas y piel escamosa. Los investigadores han descubierto que los genes implicados en estos trastornos se expresan en la piel prenatal, lo que significa que se originan en el útero. Los organoides de la piel creados en este estudio proporcionan un modelo nuevo y preciso para estudiar estas enfermedades.
«Estamos encantados de haber creado un modelo de piel organoide que genera cabello. En el proceso, descubrimos un nuevo papel importante para las células inmunes en la promoción del crecimiento de vasos sanguíneos en el tejido de la piel en desarrollo, lo que podría ayudar a mejorar otros modelos organoides. Estas células inmunitarias, llamadas macrófagos, también parecen desempeñar un papel clave en la reparación de la piel prenatal sin cicatrices», señala. Hudaa Gopee, coautora principal de la Universidad de Newcastle.
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