Mi proyecto I

Sábado, 08 nov '08

La verdad es que pocas veces cuento aquí lo que hago en mi trabajo, pero debido a que los resultados que estoy obteniendo recientemente son muy visuales, han despertado el interés de varias personas y pensé que merecería la pena escribir un artículo sobre ello.

Mi grupo de investigación se centra en la psoriasis, una enfermedad bastante compleja cuyos mecanismos exactos son poco conocidos, con componentes autoinmunes e inflamatorios (más información en la página sobre la psoriasis en la wikipedia). Mi papel en el grupo es establecer un modelo de equivalente de piel organotípico. Dicho de otra forma, lo que pretendo hacer es coger fibroblastos humanos y keratinocitos y cultivarlos de tal forma que resulte algo parecido a la piel (de ahí lo de organotípico, como un órgano, en este caso, piel). Dicho modelo servirá para que otros miembros del grupo puedan diseñar experimentos para descubrir causas, tratamientos o posibles fármacos.

Debo decir que mi proyecto no es nada revolucionario; este modelo ya ha sido desarrollado por muchos otros grupos, pero en ciencia se trata de coger lo que han hecho otros y darle otra vuelta de tuerca. Y luego, como siempre digo, la ciencia es como la cocina: tener una buena receta no significa necesariamente saber hacer el pastel.

La piel

Un corte de piel teñido y visto al microscopio sería algo parecido a esto (tinción de hematoxilina y eosina):

piel_he.jpg

En la imagen observamos 3 bandas bien diferenciadas. De abajo a arriba, observamos una zona más clara, con pocas manchas oscuras. Se trata de la dermis, y las manchas son los núcleos de los fibroblastos. Sobre esta banda se organizan los keratinocitos, que podemos ver de color fucsia más fuerte. Esta banda está polarizada, lo que quiere decir que las céluas de la parte de arriba y las de abajo no son exactamente iguales. Las inferiores más próximas a la dermis, son células que podríamos llamar “jóvenes” o poco diferenciadas que se multiplican casi constantemente. Según las células se dividen, empujan a las ya existentes hacia el exterior (o hacia arriba). A lo largo de este “ascenso”, van sintetizando cada vez más queratina que acumulan en su citoplasma, hasta que eventualmente pierden el núcleo y se fusionan unas con otras, formando capas de queratina. Estas capas corresponderían a la tercera banda, que en la fotografía se visualiza como hilos. La separación de las capas de keratina exterior de la piel se produce al procesar la muestra (estos fallos debidos a la manipulación se denominan “artefactos”).

Si alguien quiere saber más acerca de la piel, le recomiendo esta página: manual de histología de la piel un recurso muy bueno con muchas fotos muy bien explicadas (en inglés).

Fibroblastos

Los fibroblastos son la célula principal de los tejidos conectivos (también llamados “de sostén” o “blandos”), como es el caso de la dermis, donde su función es la de dar estructura a los tejidos, sintetizando matriz extracelular (o fibras). En esta microfotografía podemos ver fibroblastos humanos cultivados en el laboratorio.

fibroblastos.png

Los fibroblastos los obtenemos de pacientes (y también de donantes sanos) a partir de trocitos de piel. Son células inmortales (básicamente), es decir, dada su escasa diferenciación se pueden seguir dividiendo durante mucho tiempo y son muy fáciles de cultivar in vitro (del latín “en vidrio”, aunque ahora casi todo lo que usamos es de plástico, jeje).

Keratinocitos

Aunque en castellano su nombre correcto sea probablemente queratinocitos (dado que en castellano lo correcto sería decir queratina), debido al uso del inglés como lenguaje científico me tomo esa licencia. Esta es una microfotografía de keratinocitos humanos (o HuKs) en cultivo.

keratinocitos.png

La función de los keratinocitos, como su propio nombre indica, es sintetizar keratina, que es el componente mayoritario de la piel tal y como la vemos nosotros (desde fuera :) ). En cultivos artificiales crecen como una monocapa, pero in vivo crecen formando lo que se llama un epitelio estratificado (muchas capas), como ya hemos podido ver en la microfotografía de la piel. La dificultad de cultivarlos estriba en que sólo se dividen un número determinado de veces, ya que tienden a diferenciarse (acumular keratina). Al igual que los fibroblastos, se obtienen también de trocitos de piel.

En el laboratorio aveces utilizamos células HaCaT, que son unos keratinocitos que por mutación espontánea han perdido la capacidad de diferenciarse, lo que los convierte en una línea inmortal (que se divide indefinidamente). Los utilizamos porque es más fácil cultivarlos y no dependemos de un paciente para obtenerlos.

Equivalentes dérmicos de co-cultivos organotípicos

El objetivo es conseguir algo lo más parecido posible a piel a partir de las células que la componen. Para ello necesitamos una cantidad suficiente de fibroblastos y keratinocitos. Los fibroblastos se mezclan con colágeno (una especie de gelatina que es uno de los componentes de la dermis) y la mezcla se pone sobre una membrana de nylon. Una vez que el gel solidifica, encima de él se siembran los keratinocitos (o células HaCaT, según el caso).

organotypics.png

En el esquema podéis ver a qué se parece todo en la práctica. La membrana de nylon es la base de un “cacito” que se inserta en un pocillo de una placa de plástico. Podéis observar el gel, con los fibroblastos entremedias y los keratinocitos encima. En el pocillo se pone medio de cultivo, que contiene los nutrientes necesarios para que las células crezcan y que penetra desde abajo debido a los poros que tiene la membrana de nylon. Así el modelo se parece a la piel, en la que los nutrientes llegan desde las capas más profundas.

Tras unos 12 días, el gel se recoge, se procesa y se tiñe. Después se mira al microscopio. Una de las primeras imágenes que obtuve fue esta:

Organotypics HaCaTs

A estas alturas de mi trabajo, aún no se parecía demasiado a piel, básicamente porque las HaCaT no son capaces de diferenciarse (a pesar de intentar animarlas con un montón de drogas).

ACTUALIZACIÓN (10-Nov-08): Ya está publicada la segunda parte de este artículo.

2 Comentarios a “Mi proyecto I”

  1. […] ACTUALIZACIÓN (8 Noviembre 2008): He publicado la primera parte del artículo donde explico de dónde vienen estas fotografías: Mi proyecto I. […]

  2. En la entrada anterior (Mi Proyecto I) me quedé en los primeros resultados obtenidos con células HaCaT, las cuales no llegaban a diferenciarse completamente. […]

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