La cirugía plástica para tratar las úlceras cutáneas grandes, incluidas las que se observan en personas con quemaduras graves, úlceras de decúbito o enfermedades crónicas como la diabetes, algún día puede ser algo del pasado. Los científicos del Instituto Salk han desarrollado una técnica para convertir directamente las célulasen una herida abierta en nuevas células de la piel. El enfoque se basa en la reprogramación de las células a un estado similar a las células madre y podría ser útil para curar el daño de la piel, contrarrestar los efectos del envejecimiento y ayudarnos a comprender mejor el cáncer de piel.
"Nuestras observaciones constituyen una prueba de principio inicial para la regeneración in vivo de un tejido tridimensional completo como la piel, no solo los tipos de células individuales como se mostró anteriormente", dice el profesor de Salk, Juan Carlos Izpisua Belmonte, titular de la Cátedra Roger Guilleminy autor principal del nuevo artículo, publicado en la revista Naturaleza el 5 de septiembre de 2018. "Este conocimiento podría no solo ser útil para mejorar la reparación de la piel, sino que también podría servir para guiar estrategias regenerativas in vivo en otras situaciones patológicas humanas, así como durante el envejecimiento, en el que la reparación del tejido se ve afectada".
Las úlceras cutáneas, heridas que pueden extenderse a través de múltiples capas de la piel, generalmente se tratan quirúrgicamente, trasplantando la piel existente para cubrir la herida. Sin embargo, cuando la úlcera es especialmente grande, puede ser difícil para los cirujanos injertar lo suficientepiel. En estos casos, los investigadores pueden aislar las células madre de la piel de un paciente, cultivarlas en el laboratorio y trasplantarlas nuevamente al paciente. Sin embargo, tal procedimiento requiere una cantidad de tiempo extensa, lo que puede poner la vida del paciente enriesgo y a veces no es efectivo.
Izpisua Belmonte y el investigador asociado de Salk Masakazu Kurita, que tiene experiencia en cirugía plástica, sabían que un paso crítico en la recuperación de heridas era la migración, o el trasplante, de queratinocitos basales en las heridas. Estas células similares a las células madre actúancomo precursores de los diferentes tipos de células de la piel. Pero las heridas grandes y severas que han perdido múltiples capas de piel ya no tienen queratinocitos basales. E incluso cuando estas heridas sanan, las células que se multiplican en el área están involucradas principalmente en el cierre de la herida y la inflamación., en lugar de reconstruir una piel sana.
Izpisua Belmonte y Kurita querían convertir directamente estas otras células en queratinocitos basales, sin siquiera sacarlas del cuerpo. "Nos propusimos hacer piel donde no había piel para empezar", dice Kurita.
Los investigadores primero compararon los niveles de diferentes proteínas de los dos tipos de células inflamación y queratinocitos para tener una idea de lo que tendrían que cambiar para reprogramar las identidades de las células. Identificaron 55 "factores de reprogramación" proteínas yMoléculas de ARN que estaban potencialmente involucradas en la definición de la identidad distintiva de los queratinocitos basales. Luego, mediante ensayo y error y más experimentos en cada factor de reprogramación potencial, redujeron la lista a cuatro factores que podrían mediar la conversión a queratinocitos basales.
Cuando el equipo trató las úlceras cutáneas por vía tópica en ratones con los cuatro factores, las úlceras desarrollaron una piel sana conocida como epitelios en 18 días. Con el tiempo, los epitelios se expandieron y se conectaron a la piel circundante, incluso en úlceras grandes.y seis meses después, las células generadas se comportaron como células sanas de la piel en varias pruebas moleculares, genéticas y celulares.
Los investigadores están planeando más estudios para optimizar la técnica y comenzar a probarla en modelos de úlcera adicionales.
"Antes de ir a la clínica, tenemos que hacer más estudios sobre la seguridad a largo plazo de nuestro enfoque y mejorar la eficiencia tanto como sea posible", dice Kurita.
Además de Kurita e Izpisua Belmonte, los autores del nuevo artículo fueron Toshikazu Araoka, Tomoaki Hishida, David D. O'Keefe, Yuta Takahashi, Akihisa Sakamoto, Masahiro Sakurai, Keiichiro Suzuki, Jun Wu, Mako Yamamoto, Reyna Hernandez-Benítez, Alejandro Ocampo, Pradeep Reddy y Maxim Nikolaievich Shokhirev del Instituto Salk; Pierre Magistretti de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah; Estrella Núñez Delicado de la Universidad Católica San Antonio de Murcia; y Hitomi Eto y Kiyonori Harii de la Facultad de Medicina de la Universidad de Kyorin..
El trabajo y los investigadores involucrados fueron apoyados por subvenciones del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón MEXT; Universidad de Kyorin; Sociedad de Japón para la Promoción de la Ciencia; Fundación Uehara Memorial; Instituto Nacional del Cáncer; la Fundación Caritativa G. Harold y Leila Y. Mathers; La Fundación Caritativa Leona M. y Harry B. Helmsley; La Fundación Moxie; La Fundación Evergreen; Fundación Dr. Pedro Guillén; y la Universidad Católica San Antonio de Murcia.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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