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Ayuda a la regeneración de las células de la piel

Biomaterial sintético que llena las heridas

Algunas heridas de la piel, como las úlceras diabéticas, son crónicas y pueden nunca cicatrizar; otras, como las heridas por quemadura, suelen ser de gran tamaño y difíciles de tratar, lo que produce dolor, infección y fibrosis. Investigadores de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA), financiados por el National Institutes of Health (NIH), han desarrollado un biomaterial sintético que llena las heridas y ayuda a la regeneración de las células de la piel, lo que finalmente mejora la cicatrización de la herida.

En un estudio publicado en línea por Nature Materials, los investigadores informaron que el nuevo biomaterial es compatible con las células precursoras humanas y demostraron que aceleraba la cicatrización de las heridas en ratones.

La piel es un órgano que se halla en la interfaz entre nuestra anatomía compleja y los elementos a menudo rudos del entorno. En condiciones normales las heridas en la piel desencadenan un proceso de cicatrización rápido, ordenado y eficaz. Sin embargo, las heridas graves que abarcan una zona demasiado extensa como las quemaduras o las que se presentan en pacientes con trastornos de la salud, como diabetes e inmovilidad, complican la cicatrización de la herida de la piel. Millones de personas en Estados Unidos resultan afectadas por heridas en la piel que resisten a la reparación.

El tratamiento habitual de estas heridas a menudo implica apósitos hidrofílicos, llamados hidrogeles. Aunque mantienen hidratado el lecho de la herida como una barrera a la infección, los hidrogeles actualmente disponibles no proporcionan el apoyo físico a la nueva piel en las nuevas etapas decisivas del proceso de cicatrización.

Los investigadores de la UCLA abordaron este problema con un hidrogel reformulado que incorpora partículas recocidas microporosas (MAP) -pequeñísimas esferas sintéticas que se adhieren entre sí-. Las MPA crean un fuerte andamio que permite a las nuevas células colonizar y comenzar a producir piel nueva. También intensifican el crecimiento de vasos sanguíneos para abastecer suficientes nutrimentos para la cicatrización rápida.

La idea de un andamio poroso no es nueva, según la autora principal del estudio, Tatiana Segura, Ph.D., profesora asociada de ingeniería química y biomolecular de la Escuela de Ingeniería y Ciencia Aplicada Henry Samueli de la UCLA. "Investigadores en el campo por algún tiempo han sabido que una red microporosa interconectada perite la infiltración celular rápida en el material sin tener que degradarse", dijo.

Sin embargo, su investigación da un nuevo giro que resuelve una limitación bioquímica. Los métodos previos utilizados para formar la red interconectada daban lugar a un material que no podía asumir la forma de la herida; por consiguiente, se formaban poros en el producto que no se interconectaban por completo. "La tecnología de las MAP puede superar esta limitación al unir entre sí los bloques estructurales dejando una red porosa interconectada", dijo Segura.

Este enfoque de bloque estructural tiene una ventaja adicional. Para que sea eficaz, el material utilizado para la regeneración de los tejidos debe experimentar biodegradación precisa a medida que se forma nuevo tejido. Si se degrada con demasiada rapidez, la estructura no proporcionará suficiente apoyo al nuevo tejido. Si se degrada con demasiada lentitud, puede ocasionar fibrosis. La tasa de degradación del gel de MAP puede ajustarse al lecho de la herida individual y así proporcionar una plataforma de cicatrización individualizada. Los investigadores pueden especificar las propiedades clínicas y físicas del material necesario para lograr el entorno de crecimiento ideal para la piel.

En pruebas de laboratorio con células precursoras humanas, los investigadores demostraron que su método formaba un andamio poroso con redes celulares extensas en apenas dos días, y el andamio favorecía el crecimiento de la piel en el curso de una semana. En cambio, las células de la piel que los investigadores dotaron de un entorno químico y mecánico similar -pero que no era poroso- no formaron una red celular.

Los investigadores utilizaron después el gel de MAP para recubrir heridas en ratones. En una prueba de cinco días, 40 por ciento de las heridas con gel de MAP poroso cerraron, en tanto que ninguna de las heridas tratadas con gel no poroso cerró. En una prueba de siete días, las heridas de ratones tratados con gel poroso cerraron en 40 por ciento de los casos, en tanto que sólo 20 por ciento de las heridas de ratones no tratados y menos de 10 por ciento de las heridas tratadas con gel no poroso cerraron. Los investigadores observaron que la promoción del andamio por el gel de MAP comenzaba incluso a formar un folículo piloso y una glándula sebácea.

"Me encanta este enfoque de Ricitos de Oro -no demasiado, no tan poco, sino justo lo necesario-", dijo Rosemarie Hunziker, Ph.D., directora del programa de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa en el National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering, parte del NIH. "Este nuevo material proporciona todas las propiedades físicas necesarias para un apoyo firme, y se degrada gradualmente a medida que se forma nueva piel. Es refinado en su complejidad y sencillez y ofrece una verdadera esperanza a los pacientes que padecen heridas debilitantes".

"Toda herida es singular", señalan los autores del estudio, haciendo referencia a las propiedades físicas y químicas que fomentan la regeneración de tejidos dentro de una herida. Observaron que los andamios de MAP pueden ofrecer un nuevo "panorama en la regeneración de tejidos" que es poroso, inyectable y que se puede ensamblar en módulos.