Las moscas de la fruta revelan pistas sobre la cicatrización de heridas en humanos
11/04/2013 - E.P.
La Sociedad Americana de Genética describe una nueva manera de estudiar la cicatrización que sugiere nuevos objetivos para los fármacos de curación de heridas
La piel de una persona y el exoesqueleto o cutícula de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), no son idénticos, pero ambas coberturas protegen contra lesiones, infecciones y deshidratación.
Según una investigación presentada en la 54 Conferencia Anual de Investigación 'Drosophila' de la Sociedad Americana de Genética, que se celebra en Washington (Estados Unidos),las capas superiores de la piel de los mamíferos y la cutícula del insecto son mallas construidas por macromoléculas: la versión del mamífero está compuesta principalmente de proteínas de queratina y la versión de la mosca de proteínas de quitina predominando los hidratos de carbono.
Sin embargo, el requisito de un límite exterior para la protección es tan antiguo que las células más externas de ambos organismos responden a algunas de las mismas señales. A causa de estas similitudes de señalización, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster sirve como un modelo para la cicatrización de heridas.
Alrededor de 177 millones de personas al año sufren una herida, la piel se rompe y por lo general se daña el tejido subcutáneo, que puede ser quirúrgico, traumático, como una quemadura o laceración, o una enfermedad crónica, como ocurre con las personas que tienen diabetes o aquellas con enfermedades del sistema inmune.
La mosca es un modelo excelente para estudiar la reparación de la piel en un nivel celular y molecular. "Muchas de las moléculas y las proteínas clave que intervienen en la cicatrización de heridas de Drosophila están implicados en la cicatrización de heridas de mamíferos. La genética de la Drosophila no es tan complicada como la genética de mamíferos, por lo que es más fácil atribuir funciones biológicas específicas a los genes individuales", explicó Rachel A. Patterson, de la Universidad de California, San Diego (Estados Unidos).
Durante la curación, las señales moleculares que se unen a los receptores en las células que cubren la herida influyen en la división celular, el crecimiento y la migración que restaura la barrera. Para estudiar la función biológica de la cicatrización de heridas, los investigadores necesitan desarrollar una "herida limpia por punción", un protocolo para dañar la epidermis de embriones de la mosca.
Los investigadores observaron que los genes se activan y desactivan a los 30, 60 y 120 minutos después de la punción y se sorprendieron al descubrir que la respuesta inmune comienza tan pronto como la cutícula se rompe, con señales que preparan al embrión para hacer frente a las bacterias u hongos que entran poco después de la lesión. Utilizando la tecnología de 'microarrays' para evaluar la acción de genes, los científicos analizaron 84 genes que están activados y 78 genes que están apagados en la respuesta del embrión de la mosca a las heridas.
En general, el seguimiento de la expresión de 162 genes reveló que el embrión en desarrollo se detiene temporalmente para reparar la herida y detener la infección, lo que significa que el organismo concentra sus actividades en abordar el problema inmediato: la curación de la herida. "Es necesario un equilibrio entre la activación de genes y la inhibición eficiente de la cicatrización. De lo contrario, puede persistir un problema, como una úlcera, una herida crónica que no cicatriza o un engrosamiento de la cutícula de la mosca", dijo Michelle T. Juarez, de la Escuela de Educación Biomédica Sophie Davis en el 'City College' de Nueva York.
Los experimentos revelaron las actividades de ocho genes que no habían sido sospechosos de participar en la cicatrización de heridas. Estos genes se expresan en niveles muy bajos o en absoluto, en la mayoría de las células, pero son llamados a la acción cuando una lesión rompe la cutícula.
Después de haber identificado estos ocho nuevos genes que se activan en las células cerca de las heridas por punción en las moscas, los investigadores pueden explorar si los genes en los seres humanos desempeñan papeles comparables. Según el doctor Juárez, una aplicación de este estudio podría ser la fabricación de vendajes con compuestos que promuevan la cicatrización de la herida.
"Tal vez nuestros resultados se pueden traducir a las terapias mediante la incorporación de serinas proteasas específicas reguladas y péptidos antimicrobianos en la zona de las úlceras diabéticas o injertos de piel para una cicatrización de heridas más eficiente ", añadió Patterson. Además, los investigadores sugieren que esta investigación puede dar lugar a descubrimientos más amplios con respecto a enfermedades de la piel humana, como la psoriasis, la piel seca severa y el eczema.
Según una investigación presentada en la 54 Conferencia Anual de Investigación 'Drosophila' de la Sociedad Americana de Genética, que se celebra en Washington (Estados Unidos),las capas superiores de la piel de los mamíferos y la cutícula del insecto son mallas construidas por macromoléculas: la versión del mamífero está compuesta principalmente de proteínas de queratina y la versión de la mosca de proteínas de quitina predominando los hidratos de carbono.
Sin embargo, el requisito de un límite exterior para la protección es tan antiguo que las células más externas de ambos organismos responden a algunas de las mismas señales. A causa de estas similitudes de señalización, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster sirve como un modelo para la cicatrización de heridas.
Alrededor de 177 millones de personas al año sufren una herida, la piel se rompe y por lo general se daña el tejido subcutáneo, que puede ser quirúrgico, traumático, como una quemadura o laceración, o una enfermedad crónica, como ocurre con las personas que tienen diabetes o aquellas con enfermedades del sistema inmune.
La mosca es un modelo excelente para estudiar la reparación de la piel en un nivel celular y molecular. "Muchas de las moléculas y las proteínas clave que intervienen en la cicatrización de heridas de Drosophila están implicados en la cicatrización de heridas de mamíferos. La genética de la Drosophila no es tan complicada como la genética de mamíferos, por lo que es más fácil atribuir funciones biológicas específicas a los genes individuales", explicó Rachel A. Patterson, de la Universidad de California, San Diego (Estados Unidos).
Durante la curación, las señales moleculares que se unen a los receptores en las células que cubren la herida influyen en la división celular, el crecimiento y la migración que restaura la barrera. Para estudiar la función biológica de la cicatrización de heridas, los investigadores necesitan desarrollar una "herida limpia por punción", un protocolo para dañar la epidermis de embriones de la mosca.
Los investigadores observaron que los genes se activan y desactivan a los 30, 60 y 120 minutos después de la punción y se sorprendieron al descubrir que la respuesta inmune comienza tan pronto como la cutícula se rompe, con señales que preparan al embrión para hacer frente a las bacterias u hongos que entran poco después de la lesión. Utilizando la tecnología de 'microarrays' para evaluar la acción de genes, los científicos analizaron 84 genes que están activados y 78 genes que están apagados en la respuesta del embrión de la mosca a las heridas.
En general, el seguimiento de la expresión de 162 genes reveló que el embrión en desarrollo se detiene temporalmente para reparar la herida y detener la infección, lo que significa que el organismo concentra sus actividades en abordar el problema inmediato: la curación de la herida. "Es necesario un equilibrio entre la activación de genes y la inhibición eficiente de la cicatrización. De lo contrario, puede persistir un problema, como una úlcera, una herida crónica que no cicatriza o un engrosamiento de la cutícula de la mosca", dijo Michelle T. Juarez, de la Escuela de Educación Biomédica Sophie Davis en el 'City College' de Nueva York.
Los experimentos revelaron las actividades de ocho genes que no habían sido sospechosos de participar en la cicatrización de heridas. Estos genes se expresan en niveles muy bajos o en absoluto, en la mayoría de las células, pero son llamados a la acción cuando una lesión rompe la cutícula.
Después de haber identificado estos ocho nuevos genes que se activan en las células cerca de las heridas por punción en las moscas, los investigadores pueden explorar si los genes en los seres humanos desempeñan papeles comparables. Según el doctor Juárez, una aplicación de este estudio podría ser la fabricación de vendajes con compuestos que promuevan la cicatrización de la herida.
"Tal vez nuestros resultados se pueden traducir a las terapias mediante la incorporación de serinas proteasas específicas reguladas y péptidos antimicrobianos en la zona de las úlceras diabéticas o injertos de piel para una cicatrización de heridas más eficiente ", añadió Patterson. Además, los investigadores sugieren que esta investigación puede dar lugar a descubrimientos más amplios con respecto a enfermedades de la piel humana, como la psoriasis, la piel seca severa y el eczema.
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