Células madre de piel: ¿dónde están y qué pueden hacer?

La piel es un tejido esencial para nuestro cuerpo. Nos protege de infecciones y deshidratación y además nos permite percibir estímulos del exterior como la presión o la temperatura. Nuestra piel tiene que renovarse constantemente a lo largo de nuestras vidas. Y esto lo hace a expensas de una gran variedad de células madre que residen en este tejido.

La piel es un órgano especial que nos protege y a la vez nos permite percibir el mundo que nos rodea.

Está compuesta por tres estratos y cada uno de ellos contiene células especializadas.

Cada día se necesitan una gran variedad de células para mantener y reparar la piel.  Los investigadores han identificado las células madre responsables de fabricar la epidermis, los folículos pilosos y los pigmentos de la piel.

Hoy en día, en las clínicas se utilizan células madre epidérmicas para hacer crecer piel para los pacientes con quemaduras que podrían constituir un peligro de muerte. Sin embargo, este es un proceso difícil y costoso y la piel creada no es normal. No posee glándulas sudoríparas, folículos pilosos ni glándulas sebáceas.

Actualmente, los investigadores están trabajando para desarrollar métodos para fabricar piel que contenga más componentes funcionales habituales, como las glándulas sebáceas y los folículos pilosos. Esto hará que los injertos de piel sean más duraderos y parezcan más naturales.

Por el momento, la piel fabricada en el laboratorio requiere del uso de células animales para que las células de la piel humana puedan crecer. Esto ha demostrado ser seguro, pero los investigadores están intentando desarrollar métodos que no requieran del uso de células de animales para los tratamientos.

También están trabajando en el uso de células madre de la piel modificadas genéticamente para tratar enfermedades de la piel como la epidermólisis bulosa congénita.

Recientemente, se han conseguido avances importantes en lo que respecta a hacer crecer piel que contenga componentes como los folículos pilosos y glándulas. Sin embargo, nuestro cuerpo tiene diferentes tipos de piel; solo tenemos que comparar la palma de la mano con el cuero cabelludo. Aprender cómo hacer crecer estos diferentes tipos de piel será un reto importante que los investigadores deberán afrontar en el futuro.

Sin embargo, el mayor desafío para desarrollar tratamientos con células madre de la piel es crear métodos que sean fácilmente disponibles y asequibles para los pacientes.

En humanos y otros mamíferos, la piel está compuesta por tres partes – la epidermis, la dermis y la hipodermis o tejido subcutáneo. La epidermis es el epitelio que forma la superficie de la piel. A su vez está compuesta por varios estratos de células especializadas llamadas queratinocitos. La epidermis se sitúa debajo de la epidermis y es donde se encuentran los apéndices cutáneos como los folículos pilosos, las glándulas sebáceas (producen el sebo) y las glándulas sudoríparas (producen el sudor). En la hipodermis residen células adiposas (contienen grasa) y algunas glándulas sudoríparas.

Skin structure diagram
La piel y sus estructuras: La piel contiene tres estratos principales – la epidermis, la dermis y el tejido subcutáneo. A su vez la epidermis está compuesta por capas de células llamadas queratinocitos. BL = estrato basal; SL = estrato espinoso; GL = estrato granuloso; SC= estrato.

Imagen adaptada con permiso de Macmillan Publishers Ltd: Nature Reviews Genetics 3, 199-209 (March 2002), Getting under the skin of epidermal morphogenesis, Elaine Fuchs & Srikala Raghavan; doi:10.1038/nrg758; Copyright 2002.

Cada día la piel tiene que afrontar un gran deterioro debido al desgaste. Por ejemplo, la piel se expone constantemente a compuestos químicos como el jabón, y también a estrés de tipo físico como el roce con la ropa o la exposición a la luz ultravioleta del sol. Es por eso que la epidermis y los apéndices de la piel necesitan renovarse constantemente para mantener la piel en buenas condiciones. Además, si te cortas o dañas la piel, ésta tiene que ser capaz de auto repararse de forma eficaz para poder seguir haciendo su trabajo protegiendo el cuerpo del mundo externo

Keratinocyte colonies

Las células madre epiteliales hacen que todo esto sea posible. Ellas son las responsables de la renovación constante (regeneración) de tú piel y de la cicatrización de las heridas. Hoy en día los científicos han identificado varios tipos de células madre de piel diferentes como por ejemplo:

  • Células madre epidérmicas, queson las responsables de la regeneración diaria de los diferentes estratos de la epidermis. Éstas se encuentran en el estrato basal de la epidermis.
  • Células madre del folículo piloso, las cuales además de regenerar el pelo también pueden regenerar la epidermis y las glándulas sebáceas cuando estos tejidos han sido dañados. Éstas se encuentran en todos y cada uno de los folículos pilosos.
  • Células madre de los melanocitos, que son las responsables de la regeneración de los melanocitos, unas células especializadas en producir el pigmento llamado melanina y que son esenciales para la coloración de nuestra piel y nuestro pelo. No obstante todavía se desconoce la localización exacta de estas células madre en humanos.

Algunos estudios también han sugerido que otro tipo de células madre, conocidas como células madre mesenquimales, pueden encontrarse en la dermis y la hipodermis. No obstante estos hallazgos todavía generan controversia en la comunidad científica, y todavía más estudios necesitan llevarse a cabo para determinar si éstas son realmente células madre mesénquimales y cuál es su función en la piel.

Las células madre epidérmicas son uno de los pocos tipos de células madre usadas hoy en día para tratar pacientes. Gracias al descubrimiento en 1970 por el Profesor Howard Green en los Estados Unidos, las células madre epidérmicas pueden ser aisladas del paciente, posteriormente expandirlas y usarlas para crecer láminas de epidermis en el laboratorio. Esta nueva epidermis puede ser finalmente trasplantada de vuelta en el paciente como un injerto de piel. Esta técnica se utiliza principalmente para salvar las vidas de pacientes con quemaduras de tercer grado en gran parte de su cuerpo. Sólo muy pocos centros clínicos pueden llevar a cabo este tipo de tratamiento con éxito y además es un tratamiento muy caro. No obstante no es la solución perfecta ya que solamente la epidermis puede ser reemplazada con este método, y la nueva piel carece de folículos pilosos, glándulas sebáceas y sudoríparas.

Uno de los desafíos actuales para los investigadores de células madre es comprender cómo se regenera todos los distintos tipos de apéndices de la piel. Esto podría mejorar los actuales tratamientos de quemados u otros pacientes con piel dañada u otras anomalías cutáneas.

Los científicos también están intentando identificar nuevas formas de crecer células de la piel en el laboratorio. Las células madre epidérmicas actualmente se cultivan sobre una lámina de células murinas. Ha sido probado que estas condiciones de cultivo son seguras, sin embargo sería preferible evitar el uso de productos animales en el cultivo de células que eventualmente serán trasplantadas en un paciente. Por lo que los investigadores están buscando condiciones de cultivo celular efectivas que no requieran el uso de células murinas.

La comunidad científica también está trabajando para tratar enfermedades genéticas que afectan a la piel. Puesto que las células madre de la piel pueden ser cultivadas en el laboratorio, los investigadores pueden modificar genéticamente estas células, por ejemplo mediante la inserción de genes que están ausentes o mutados. De esta forma las células que han sido corregidas genéticamente, pueden ser seleccionadas y ser expandidas en el laboratorio, para finalmente ser trasplantadas de nuevo en el paciente. Un ejemplo de una de estas enfermedades genéticas de la piel y que se podría beneficiar de este método es la Epidermólisis Bullosa. Ya se están llevando a cabo investigaciones para comprobar la utilidad de este método.

Esta ficha ha sido escrita por Melissa Maggioni y revisada por Yann Barrandon. Traducida en español por Sandra Blanco.

Fotografía de un injerto de piel de Yann Barrandon, publicado anteriormente en Ronfard et al., TRANSPLANTATION 2000.
Diagrama de la estructura de la piel adaptado con permiso de  Macmillan Publishers Ltd: Nature Reviews Genetics 3, 199-209 (March 2002), Getting under the skin of epidermal morphogenesis, Elaine Fuchs & Srikala Raghavan; doi:10.1038/nrg758; Copyright 2002.
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