La capacidad de generar ratones a los cuales se les reemplaza parte de su piel por piel humana permite hacer estudios in vivo que de otra forma no podrían llevarse a cabo, dado que el empleo de voluntarios humanos en estos casos está descartado por problemas éticos.

Bioingeniería para curar y generar piel sana

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La piel es un tejido que se autorrenueva de forma natural durante toda nuestra vida gracias a la existencia de las células madre epidérmicas.

“Hemos encontrado que ese potencial regenerativo puede ser preservado in vitro (en el laboratorio) si dichas células se ensamblan y pasan a formar parte de una piel generada empleando técnicas de bioingeniería de tejidos”, explica Marcela del Río, del Departamento de Bioingeniería de la UC3M.

El grupo de investigación en el que participa – compuesto fundamentalmente por científicos de la Universidad, del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER) del Instituto de Salud Carlos III – trabaja desde hace años en este tipo de células madre adultas con el objetivo de utilizarlas para regenerar la piel de los pacientes.

Imagen: UC3M.

Los investigadores ya han conseguido acoplar estas células madre epidérmicas en una piel creada mediante bioingeniería y han observado que preservan el potencial regenerativo que tienen normalmente de forma natural en nuestra piel. Es decir, a partir de una pequeña biopsia de un determinado paciente pueden generar en el laboratorio prácticamente toda la superficie cutánea del individuo.

“La capacidad regenerativa de las células madre epidérmicas en estas condiciones es abrumadora, lo que abre la posibilidad de emplearlas como diana de protocolos más complejos aún, como es la terapia génica”, indica Marcela del Río, que es profesora del nuevo grado en Ingeniería Biomédica de la universidad madrileña.

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Parches de piel sana

De hecho, los investigadores ya han demostrado a nivel preclínico que es posible aislar células madre epidérmicas de pacientes con distintas enfermedades genéticas de la piel, cultivarlas e incorporar en su genoma mediante un primer paso de ingeniería molecular el gen terapéutico (el gen que está mutado) para suplir el que no tienen o el que funciona de forma aberrante.

Después, en un segundo paso, empleando ingeniería de tejidos, se ensamblarían las células madre en parches de piel listos para ser trasplantados a dichos pacientes.

En estudios recientes, los investigadores han aislado células madre de pacientes con el síndrome de Netherton, una enfermedad genética caracterizada por una descamación excesiva de la epidermis que conlleva la pérdida de la función barrera de la piel, que es lo que impide que salgan fluidos y nos deshidratemos o que entren patógenos que puedan causar infecciones.

Estos pacientes tienen una mortalidad neonatal que oscila entre el 10 y el 15 por ciento y la base molecular de esta patología reside en una mutación de un gen (denominado SPINK-5). Este gen  impide la producción de una proteína que controla que la descamación se produzca adecuadamente.

Imagen: UC3M.

“Lo que hicimos en este caso – explica Marcela del Río – fue transferir a las células madre de un paciente el gen SPINK-5 normal y después las empleamos para generar piel susceptible de ser trasplantada a modelos experimentales, como pueden ser los ratones”.

Los resultados, publicados recientemente en el Journal of Investigative Dermatology, fueron que la piel humana regenerada en estos ratones inmunodeficientes demostró un proceso de descamación completamente normal, con lo que se restableció la arquitectura y función epidérmica.

“Estos estudios preclínicos podrían ser a medio plazo trasladados a la práctica clínica y transformarse en una estrategia terapéutica para pacientes que de otra manera no cuentan con tratamiento alguno”, concluye la investigadora.