En un mundo afilado y puntiagudo, la cicatrización de heridas es un proceso crítico y maravilloso.
A pesar de una enorme cantidad de estudios científicos, muchos misterios pendientes todavía rodean la forma en que las células de los tejidos vivos responden y reparan el daño físico.
Un misterio prominente es exactamente cómo se desencadena la curación de heridas: una mejor comprensión de este proceso es esencial para desarrollar métodos nuevos y mejorados para tratar heridas de todo tipo.
Con un láser ultravioleta ultrarrápido y ultrapreciso, un equipo de físicos y biólogos de la Universidad de Vanderbilt ha dado un paso importante hacia la comprensión de la naturaleza de estas señales desencadenantes. Sus nuevos conocimientos se describen en un artículo titulado "Múltiples mecanismos impulsan la dinámica de la señal de calcio alrededorheridas epiteliales inducidas por láser "publicado el 3 de octubre por Revista biofísica.
Investigaciones anteriores habían determinado que los iones de calcio desempeñan un papel clave en la respuesta de las heridas. Eso no es sorprendente, porque la señalización del calcio tiene un impacto en casi todos los aspectos de la vida celular. Entonces, los investigadores, encabezados por el profesor de física y ciencias biológicasShane Hutson y la profesora adjunta de Biología Celular y del Desarrollo Andrea Page-McCaw: células dirigidas en la parte posterior de las pupas de la mosca de la fruta que expresaban una proteína que presenta fluorescencia en presencia de iones de calcio.células alrededor de heridas en tejido vivo a diferencia de los cultivos celulares utilizados en muchos estudios anteriores de respuesta a heridas y hacerlo con una precisión de milisegundos sin precedentes.
El equipo creó heridas microscópicas en la capa epitelial de las pupas utilizando un láser que puede enfocarse hasta un punto lo suficientemente pequeño como para perforar agujeros microscópicos en células individuales menos de una millonésima parte de un metro. La precisión del láser les permitió creary heridas controlables. Descubrieron que incluso los pulsos más breves en el rango de nanosegundos a femtosegundos producían una explosión microscópica llamada burbuja de cavitación lo suficientemente poderosa como para dañar las células cercanas.
"Como resultado, el daño que producen los pulsos de láser es bastante similar a una herida por punción rodeada por una herida por aplastamiento - trauma por fuerza contundente en términos forenses - por lo que nuestras observaciones deberían aplicarse a la mayoría de las heridas comunes", dijo la primera autora EricaShannon, estudiante de doctorado en biología del desarrollo.
Los investigadores estaban probando dos hipótesis predominantes para el desencadenante de la respuesta a la herida. Una es que las células dañadas y moribundas liberan proteínas en el líquido extracelular que detectan las células circundantes, lo que hace que aumenten sus niveles internos de calcio. Esta mayor concentración de calcio, a su vez,, desencadena su transformación de una forma estática a una móvil, lo que les permite comenzar a sellar la herida. La segunda hipótesis propone que la señal de activación se propaga de una célula a otra a través de uniones gap, conexiones intercelulares especializadas que unen directamente dos células en puntos dondeSon puertas microscópicas que permiten a las células vecinas intercambiar iones, moléculas e impulsos eléctricos de forma rápida y directa.
"Lo que es extremadamente emocionante es que encontramos evidencia de que las células usan ambos mecanismos", dijo Shannon. "Resulta que las células tienen varias formas diferentes de señalar una lesión. Esto puede permitirles diferenciar entre diferentes tipos de heridas".
Los experimentos revelaron que la creación de una herida genera una serie compleja de señales de calcio en el tejido circundante :
"Una vez que comprendamos estos mecanismos desencadenantes, debería ser posible encontrar formas de estimular el proceso de cicatrización de heridas en personas con afecciones, como diabetes, que ralentizan el proceso o incluso aceleran la cicatrización normal de heridas", dijo Hutson.
El estudiante de posgrado Aaron Stevens, el asistente de investigación Wes Edrington, el investigador de pregrado Yunhua Zhao y el estudiante de posgrado Aroshan Jayansinge también contribuyeron a la investigación, que fue financiada por las subvenciones del Instituto Nacional de Salud R21AR068933 y 5T32CA119925 y la subvención de la Fundación Nacional de Ciencias REU 1560035.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Vanderbilt . Original escrito por David Salisbury. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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