Diseñaron un mapa de la piel que podría ayudar a prevenir cicatrices y retrasar el envejecimiento

¿Es posible un mundo donde las cicatrices, ya sean de quemaduras, cirugías o heridas profundas, puedan sanar sin dejar rastro? Este escenario, que puede parecer de ciencia ficción, está un paso más cerca de ser realidad gracias a la creación del Atlas unicelular de la piel humana prenatal, un hito científico que promete transformar el tratamiento de daños cutáneos y enfermedades de la piel.

El avance, publicado en la revista Nature, fue liderado por expertos del Instituto Wellcome Sanger de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido y muestra una “receta molecular” sobre cómo se forma la piel, con implicaciones que van desde la medicina regenerativa hasta la lucha contra el envejecimiento.

La piel, con una extensión promedio de dos metros cuadrados, no solo es la primera línea de defensa del cuerpo humano, sino que también regula la temperatura y es capaz de regenerarse. Antes del nacimiento, este órgano asombroso se desarrolla en el ambiente estéril del útero y tiene una capacidad única que los científicos buscan replicar en los adultos: curarse sin dejar cicatrices.

En palabras de Elena Winheim, investigadora del Instituto Wellcome Sanger, “el atlas proporciona la primera ‘receta molecular’ para crear piel humana y descubrir cómo se forman los folículos pilosos antes del nacimiento. Estos conocimientos tienen un potencial clínico asombroso y podrían usarse en medicina regenerativa, al ofrecer trasplantes de piel y cabello, por ejemplo, para víctimas de quemaduras o personas con alopecia cicatricial”.

Para crear este atlas unicelular y espacial, los científicos descompusieron muestras de tejido cutáneo prenatal, y observaron células individuales en suspensión y en su contexto dentro del tejido.

A través de técnicas avanzadas de secuenciación unicelular y métodos genómicos, los investigadores crearon un mapa detallado que permite entender la formación de la piel, incluidos los folículos pilosos, y además, puede ser útil para detectar fallos en casos de enfermedades.

En el mismo proyecto, los científicos del Instituto Wellcome Sanger desarrollaron un organoide, un “mini órgano”, que permite investigar el papel de las células inmunitarias en la reparación del tejido cutáneo. El atlas unicelular ofrece una visión detallada de las interacciones celulares y moleculares que ocurren durante el desarrollo de la piel. Este conocimiento podría facilitar el diseño de terapias personalizadas y mejorar la regeneración de la piel dañada, y prevenir la formación de cicatrices.

Además de mapear las células de la piel, el equipo de investigación creó un organoide o “mini órgano” de piel en una placa de laboratorio, que replicaba algunas de las funciones de la piel prenatal. Este organoide logró hacer crecer el cabello, un avance significativo para el estudio de enfermedades como la alopecia cicatricial (caracterizada por la destrucción permanente de los folículos pilosos). No obstante, los vasos sanguíneos no se formaban en el organoide de la misma manera que en la piel prenatal.

Uno de los descubrimientos más sorprendentes de la investigación fue el papel que desempeñan los macrófagos, un tipo de célula inmunológica. Además de proteger la piel contra infecciones, se descubrió que estas células también promueven la formación de vasos sanguíneos, un hallazgo que abre nuevas posibilidades para mejorar los modelos de tejidos creados en laboratorio.

Las imágenes en 3D permitieron observar cómo los macrófagos fomentaban la vascularización en el tejido, algo crucial para la reparación de heridas sin cicatrices.

La doctora Hudaa Gopee, de la Universidad de Newcastle, afirmó: “Descubrimos un nuevo e importante papel de las células inmunitarias en la promoción del crecimiento de los vasos sanguíneos en el tejido cutáneo en desarrollo, lo que podría ayudar a mejorar otros modelos de organoides. Estas células inmunitarias, llamadas macrófagos, también parecen desempeñar un papel clave en la reparación de la piel sin cicatrices en la piel prenatal. Nuestros hallazgos podrían informar avances clínicos para evitar las cicatrices después de la cirugía”.

Este atlas no solo representa un gran avance en la biología del desarrollo, sino que tiene implicaciones prácticas inmediatas. Por ejemplo, los investigadores creen que las terapias basadas en organoides de piel podrían aplicarse en trasplantes para víctimas de quemaduras graves, donde la regeneración completa del tejido cutáneo , incluidos los folículos pilosos, es vital para una recuperación tanto estética como funcional.

Además, la creación de folículos pilosos en laboratorio ofrece una esperanza renovada para quienes sufren de alopecia cicatricial.

Pero las aplicaciones no se limitan a las enfermedades de la piel. Según los expertos, los hallazgos también podrían ser clave para frenar los signos del envejecimiento.

El profesor Muzlifah Haniffa, uno de los líderes del proyecto, explicó que si los científicos logran entender y manipular cómo cambian las células de la piel desde su desarrollo inicial hasta la edad adulta, podrían “rejuvenecer órganos, hacer que el corazón sea más joven y lograr que la piel luzca más joven, con menos arrugas”.

“Nuestro atlas de piel humana prenatal y nuestro modelo de organoides proporcionan a la comunidad de investigación herramientas de libre acceso para estudiar enfermedades cutáneas congénitas y explorar las posibilidades de la medicina regenerativa. Estamos dando pasos apasionantes hacia la creación del Atlas de células humanas, la comprensión de los pasos biológicos de cómo se construyen los seres humanos y la investigación de qué es lo que falla en las enfermedades”, agregó Haniffa.

Otra aplicación clave del atlas celular es la identificación de los genes implicados en enfermedades congénitas de la piel, como la epidermólisis bullosa (también conocida como piel de mariposa), un trastorno que provoca una extrema fragilidad cutánea.

Los investigadores descubrieron que muchos de los genes que causan estas enfermedades ya se expresan en la piel prenatal, lo que indica que estas condiciones tienen su origen en el útero. Esta información permitirá a los científicos desarrollar tratamientos más personalizados y efectivos para estas enfermedades, utilizando modelos de organoides de piel que imitan la piel prenatal.

El Atlas Celular Humano, del cual forma parte este estudio sobre la piel, es uno de los proyectos más ambiciosos en el campo de la biología, y ya ha analizado más de 100 millones de células de distintas partes del cuerpo.

La capacidad de leer y manipular estas “instrucciones moleculares” para crear piel humana artificial tiene implicaciones que aún estamos por descubrir, pero que sin duda cambiarán el futuro de los tratamientos para enfermedades de la piel.