Este conocimiento puede ser fundamental para avanzar en campos como el envejecimiento de la piel, las terapias regenerativas y la embriología
Un equipo de investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) en Corea del Sur, encabezado por el profesor Dong Sung Kim, la profesora Anna Lee y el doctor Jaeseung Youn, ha logrado recrear con éxito las estructuras de arrugas en tejidos biológicos in vitro, revelando los mecanismos detrás de su formación. Este trabajo ha sido publicado en la revista Nature Communications.
Además, han desarrollado una plataforma de investigación que permite estudiar estos tejidos sin necesidad de experimentar con animales, lo que podría tener aplicaciones significativas tanto en medicina como en cosmética.
Aunque las arrugas suelen asociarse con el envejecimiento cutáneo, también se observan en otros órganos y tejidos, como el cerebro, el estómago y los intestinos. Estas estructuras son esenciales para regular los estados celulares y la diferenciación, contribuyendo a las funciones fisiológicas de cada órgano.
Entender cómo se pliegan y forman arrugas en los tejidos biológicos es crucial para abordar la complejidad de los organismos vivos más allá de las preocupaciones estéticas. Este conocimiento puede ser fundamental para avanzar en campos como el envejecimiento de la piel, las terapias regenerativas y la embriología, destacan los investigadores.
A pesar de la relevancia de las arrugas biológicas, gran parte de la investigación se ha centrado en modelos animales, como moscas de la fruta y ratones, debido a las dificultades para reproducir la formación de arrugas in vitro. Esto ha llevado a un desconocimiento significativo sobre los procesos que subyacen a su formación en tejidos vivos.
El equipo liderado por el profesor Kim superó esta limitación al desarrollar un modelo de tejido epitelial compuesto solo por células epiteliales humanas y matriz extracelular (MEC). Al combinar este modelo con un dispositivo que aplica fuerzas de compresión precisas, lograron recrear y observar in vitro estructuras arrugadas similares a las que se encuentran en el intestino y la piel.
Por primera vez, pudieron reproducir tanto la deformación jerárquica de una arruga profunda bajo una fuerte compresión como la aparición de numerosas arrugas pequeñas con compresión más ligera.
Los investigadores identificaron que factores como la estructura porosa de la MEC, la deshidratación y la fuerza de compresión aplicada a la capa epitelial son esenciales en el proceso de formación de arrugas. Sus experimentos demostraron que las fuerzas de compresión generan inestabilidad mecánica en la MEC, lo que conduce a la formación de arrugas. Asimismo, la deshidratación de la MEC se identificó como un factor clave, reflejando los efectos observados en la piel envejecida, donde la deshidratación subyacente provoca arrugas.
Hemos desarrollado una plataforma que puede reproducir diversas estructuras de arrugas en tejidos vivos sin necesidad de ensayos con animales.
Afirma el profesor Kim. «Esta plataforma permite obtener imágenes en tiempo real y observar en detalle la formación de arrugas a nivel celular y tisular, algo difícil de lograr con los modelos animales tradicionales. Tiene amplias aplicaciones en embriología, ingeniería biomédica y cosmética, entre otros campos». Concluye.
