Un equipo internacional liderado por el Kings College de Londres (Reino Unido) y el de Centro Médico de Veteranos de San Francisco (EE.UU.) ha desarrollado las primeras epidermis -la capa más externa de la piel- cultivadas en el laboratorio- que tienen una barrera de permeabilidad funcional similar a la piel real.
La epidermis, la capa más externa de la piel humana, forma un interfaz de protección entre el cuerpo y su entorno externo, evitando que el agua se filtre y que los microbios y las toxinas entren en el organismo. Hasta ahora los ingenieros de tejidos no habían sido capaces de fabricar epidermis con la barrera funcional necesaria para poder se empleada en el análisis de medicamentos y se han limitado más en la producción de un modelo 'in vitro'.
En el nuevo estudio, publicado en la revista «Stem Cells», se describe el uso de células madre pluripotentes inducidas humanas (iPS) capaces de producir una cantidad ilimitada de queratinocitos puros -el tipo de célula predominante en la capa más externa de la piel- que coinciden estrechamente con los queratinocitos generados por las células madre embrionarias humanas y los queratinocitos primarios de biopsias de piel. Dichos queratinocitos se utilizaron posteriormente para la fabricación de equivalentes epidérmicos 3D con el objetivo de construir una barrera de permeabilidad funcional, que es esencial para la protección del cuerpo de la pérdida de humedad y la prevención de la entrada de productos químicos, toxinas y microbios.
Cuando los investigadores compararon la pie generada a partir de lasa células iPS con los queratinocitos humanos primarios -células de la piel- producidas por células madre obtenidas a partir de biopsias de piel no apreciaron ninguna diferencias significativas en sus propiedades estructurales o funcionales en comparación con la capa más externa de la piel humana normal.
Para Teodora Mauro, del Centro Médico de Veteranos de San Francisco, «la capacidad de obtener un número ilimitado de unidades genéticamente idénticas puede ser utilizado para estudiar una serie de patologías en las que la barrera de la piel es defectuosa debido a mutaciones en genes implicados en su formación, como la ictiosis (piel seca, escamosa) o dermatitis atópica».
Pero además, añade Dusko Ilic, del Kings College, este nuevo método se puede «emplear para hacer crecer más cantidad de equivalentes epidérmicos humanos cultivados en laboratorio y, por lo tanto, disponer de piel ‘humana’ para las pruebas comerciales de medicamentos y cosméticos. Asimismo, servirían para estudiar una gama de enfermedades de la piel».
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Una única inyección de un gel especial podría en el futuro sustituir a los medicamentos que actualmente se emplean para evitar el daño cardiaco en los pacientes que han sufrido un ataque al corazón. Este nuevo producto, un hidrogel que libera lentamente un inhibidor de una proteína natural, se dirige específicamente al tejido que precisa tratamiento y, de esta forma, respeta el tejido sano.
Los autores de este hallazgo, que se publica en «Science of Translational Medicine», sostienen que el hidrogel, al ser tan selectivo, no sólo puede ser más eficaz, sino que además provoca menos efectos secundarios que los medicamentos que se emplean actualmente para prevenir la insuficiencia cardíaca, que se administran por vía oral.
Un infarto activa una serie de eventos biológicos que provocan que el ventrículo izquierdo del corazón se agrande causando una insuficiencia cardíaca. Es como si un balón de fútbol se inflara hasta convertirse en un pelota de baloncesto, explican los investigadores. Además, el estrés que provoca un ataque cardíaco hace que las enzimas del tejido estructural del corazón se activan. En un trabajo previo ya se había demostrado que estas enzimas, llamadas metaloproteinasas de matriz o MMP, se encuentran altamente activas en los pacientes con insuficiencia cardíaca y con remodelación del ventrículo izquierdo).
La técnica de hidrogel desarrollado por el equipo de Shaina Eckhouse, de la Universidad de Carolina del Sur, en EE.UU., tiene como objetivo restablecer el equilibrio entre las MMPs y TIMPs para detener así la inflamación del corazón.
En su trabajo, los investigadores mezclaron los inhibidores TIMPs en una forma de gelatina conocida como ácido hialurónico; a continuación inyectaron el gel en los corazones de los cerdos adultos que había sufrido un ataque al corazón. El gel se disolvió en el tejido cardíaco lesionado, liberando lentamente los inhibidores TIMPs y, con ello se detuvo la remodelación del ventrículo izquierdo y la progresión a la insuficiencia cardíaca en los animales.
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