Un equipo de investigación formado por el profesor Dong Sung Kim, la profesora Anna Lee y el doctor Jaeseung Youn, del Unidad de Ingeniería Mecánica de La Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang, en Corea del Sur, ha recreado con éxito la estructura de las arrugas en tejidos biológicos in vitro y han descubierto los mecanismos que subyacen a su formación, desvelando así su “misterioso” origen, según publican en la revista “Nature Communications”.
Encima, han desarrollado una plataforma de investigación sobre tejidos sin penuria de observar con animales lo que, según destacan los investigadores, podría tener amplias aplicaciones tanto en la medicina como en la cosmética. Aunque las arrugas suelen asociarse al envejecimiento de la piel, muchos órganos y tejidos, como el cerebro, el estómago y los intestinos, asimismo presentan patrones de arrugas propios. Estas estructuras desempeñan un papel secreto en la regulación de los estados celulares y la diferenciación, contribuyendo a las funciones fisiológicas de cada entraña.
Comprender cómo los tejidos biológicos se pliegan y forman arrugas es positivo para entender la complejidad de los organismos vivos más allá de las preocupaciones cosméticas. Este conocimiento puede ser fundamental para avanzar en la investigación en áreas como el envejecimiento de la piel, las terapias regenerativas y la embriología, resaltan los investigadores.
Las fuerzas de compresión que deforman la capa de células epiteliales dan ocupación a la formación de arrugas
A pesar de la importancia de las estructuras biológicas de las arrugas, gran parte de la investigación en este campo se ha basado en modelos animales, como moscas de la fruta, ratones y pollos, adecuado a las limitaciones para reproducir la formación de arrugas in vitro. En consecuencia, se desconocen en gran medida los procesos detallados que subyacen a la formación de arrugas en los tejidos vivos.
Deformación de las células
El equipo del profesor Dong Sung Kim abordó esta inconveniente desarrollando un maniquí de tejido epitelial compuesto exclusivamente por células epiteliales humanas y matriz extracelular (MEC). Combinando este maniquí con un dispositivo capaz de aplicar fuerzas de compresión precisas, lograron divertir y observar in vitro estructuras arrugadas que suelen estar en el intestino, la piel y otros tejidos in vivo. Este avance les permitió, por primera vez, reproducir tanto la deformación jerárquica de una sola dobladura profunda causada por una robusto fuerza de compresión como la formación de numerosas arrugas pequeñas bajo una compresión más ligera.
Los investigadores asimismo comprobaron que factores como la estructura porosa de la ECM subyacente, la deshidratación y la fuerza de compresión aplicada a la capa epitelial son cruciales para el proceso de formación de arrugas.
Sus experimentos revelaron que las fuerzas de compresión que deforman la capa de células epiteliales provocan inestabilidad mecánica en la capa de ECM, lo que da ocupación a la formación de arrugas. Encima, descubrieron que la deshidratación de la capa de ECM era un coeficiente secreto en el proceso de formación de arrugas. Estas observaciones reflejan fielmente los pertenencias observados en la piel envejecida, donde la deshidratación de la capa de tejido subyacente provoca la aparición de arrugas, lo que proporciona un maniquí mecanobiológico para comprender la formación de arrugas.
Al mismo tiempo, han desarrollado una plataforma que puede reproducir diversas estructuras de arrugas en tejido vivo sin penuria de ensayos con animales que permite obtener imágenes en tiempo positivo y observar con detalle la formación de arrugas a nivel celular y tisular