Un equipo de investigación formado por el profesor Dong Sung Kim, la profesora Anna Lee y el doctor Jaeseung Youn, del Departamento de Ingeniería Mecánica de La Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), 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'.
Además, han desarrollado una plataforma de investigación sobre tejidos sin necesidad de experimentar 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, también presentan patrones de arrugas propios. Estas estructuras desempeñan un papel clave en la regulación de los estados celulares y la diferenciación, contribuyendo a las funciones fisiológicas de cada órgano.
Comprender cómo los tejidos biológicos se pliegan y forman arrugas es vital 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.
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, debido 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.
El equipo del profesor Dong Sung Kim abordó esta limitación desarrollando un modelo de tejido epitelial compuesto únicamente por células epiteliales humanas y matriz extracelular (MEC). Combinando este modelo con un dispositivo capaz de aplicar fuerzas de compresión precisas, lograron recrear y observar in vitro estructuras arrugadas que suelen verse 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 arruga profunda causada por una fuerte fuerza de compresión como la formación de numerosas arrugas pequeñas bajo una compresión más ligera.
Los investigadores también 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 lugar a la formación de arrugas. Además, descubrieron que la deshidratación de la capa de ECM era un factor clave en el proceso de formación de arrugas. Estas observaciones reflejan fielmente los efectos observados en la piel envejecida, donde la deshidratación de la capa de tejido subyacente provoca la aparición de arrugas, lo que proporciona un modelo mecanobiológico para comprender la formación de arrugas.
"Hemos desarrollado una plataforma que puede reproducir diversas estructuras de arrugas en tejido vivo sin necesidad de ensayos con animales --resalta el profesor Dong Sung Kim--. Esta plataforma permite obtener imágenes en tiempo real y observar con detalle la formación de arrugas a nivel celular y tisular, procesos difíciles de captar en los modelos animales tradicionales. Tiene amplias aplicaciones en campos como la embriología, la ingeniería biomédica y la cosmética, entre otros", asegura.
