Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, en Palo Alto, California, Estados Unidos, han identificado una célula de la piel responsable de la formación de cicatrices y una molécula que inhibe la actividad de la célula. Según estos expertos, la molécula ralentizó la curación de heridas en modelos experimentales, pero alivió las cicatrices.
Los investigadores también descubrieron que la célula puede desempeñar un papel en el crecimiento del melanoma y en el daño a la piel causado por la radiación. Un fármaco que actúa en la misma forma que la molécula inhibidora ya está aprobado para uso en seres humanos como un tratamiento para la diabetes tipo 2, por lo que podría potencialmente pasar rápidamente a ensayos clínicos para el tratamiento de cicatrices y el melanoma.
'La carga biomédica de la cicatrización es enorme --destaca Michael Longaker, codirector del Instituto Stanford de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa--. Alrededor de 80 millones de incisiones de un año en este país se curan con una cicatriz y eso es sólo en la piel. La cicatrización interna es responsable de muchas patologías médicas, incluyendo la cirrosis hepática, la fibrosis pulmonar, adherencias intestinales e, incluso, el daño que queda después de un ataque al corazón'.
Las cicatrices se componen principalmente de colágeno, una proteína fibrosa secretada por un tipo de célula que se encuentra en la piel llamada fibroblasto. El colágeno es uno de los principales componentes de la matriz extracelular, una red tridimensional que soporta y estabiliza las células en la piel.
Hace 25 años, Longaker observó que antes del tercer trimestre de gestación, los fetos humanos se curan sin cicatrización, además de que muchos animales se curan sin dejar cicatriz.'Somos la única especie que se curan con una cicatriz patológica, llamada queloide, que puede crecer demasiado el sitio de la herida original', destaca Longaker.
'Los seres humanos son una especie rodeadas de piel y la cicatrización es un evento evolutivo tardió que probablemente surgió en respuesta a una necesidad como cazadores-recolectores de sanar rápidamente para evitar la infección o la detección por los depredadores. Hemos evolucionado para la curación rápida', explica el investigador de este trabajo, que se detalla en un artículo publicado este viernes en 'Science'.
A finales de 2013, un estudio dirigido por investigadores del King College de Londres, en Reino Unido, mostró que los fibroblastos de la piel de ratones surgen como dos linajes distintos. Uno de ellos, en la capa inferior de la piel, media en los pasos iniciales de reparación en respuesta a heridas.
Longaker, Rinkevich y Walmsley se preguntaron si este tipo de fibroblastos, que expresan una proteína llamada engrailed, podría ser responsable de la generación de colágeno que conduce a la cicatrización. Crearon ratones modificados genéticamente en los que las llamadas células EPF ('engrailed-positive fibroblasts') fueron marcadas con una proteína verde fluorescente para permitir el seguimiento de la localización de las células durante el desarollo de los animales.
Las células también fueron diseñados para llevar un 'interruptor asesino' que podría activarse por la presencia de la toxina de la difteria, lo que permitiría a los investigadores evaluar cómo las heridas sanan en ausencia de las células EPF.
Los autores encontraron que la proporción de células EPF, en comparación con el número total de fibroblastos en la piel sobre las espaldas de los animales, aumentaron dramáticamente desde menos del 1 por ciento en embriones de 10 días de edad hasta aproximadamente el 75 por ciento en ratones de 1 mes de edad.
Los investigadores también hallaron pruebas que apuntan a un papel importante para las células EPF en la cicatrización. Después de administar la toxina de la difteria a las heridas en las espaldas de los ratones, las heridas se curaron con menos cicatrices.
'Las células EPF son claramente responsables de la gran mayoría de las cicatrices', afirma Longaker. La curación completa en las heridas tratadas con la toxina de la difteria requirió otros seis días en comparación con los controles, pero gran parte de la piel reparada se veía y parecía funcionar normalmente. Por el contrario, la piel con cicatrices es con frecuencia menos flexible y más débil que la piel no lesionada.
Cuando los investigadores analizaron las células EPF más de cerca, vieron que expresan una proteína llamada CD26 en su superficie. La actividad de CD26 ha sido implicada en el metabolismo de muchas hormonas, incluyendo la insulina, y la versión humana de la proteína es una diana para inhibidores como sitagliptina y vildagliptina que se comercializan para tratar los niveles bajos de azúcar en la sangre en personas con diabetes tipo 2.
Los investigadores encontraron que una pequeña molécula que bloquea la actividad de CD26 también redujo la cantidad de cicatrices de una manera similar a la observada cuando se eliminaron las células EPF. En particular, las cicatrices que se formaban en las heridas tratadas con el inhibidor de CD26 cubrió un área de sólo alrededor del 5 por ciento de la herida original, mientras que las cicatrices de la piel no tratada cubrían más del 30 por ciento del área original de la herida formada.
Además de examinar el papel que desempeñan las células EPF en la cicatrización, los científicos estudiaron el daño en la piel causado por la radiación, así como el crecimiento de las células cancerosas del melanoma. La terapia de radiación para el cáncer con frecuencia provoca heridas al pasar a través de la dermis para alcanzar el interior del cuerpo.
La eliminación de las células del EPF en los ratones también quita gran parte de la fibrosis causada por la exposición a la radiación, según vieron los investigadores. Además, las células de cáncer de melanoma trasplantadas sobre las espaldas de animales de laboratorio crecieron más lentamente cuando se eliminaron las células EPF.