La simulación de cortes y quemaduras revela el poder de curación y limpieza de heridas de los fibroblastos

Las heridas por quemadura son notoriamente propensas a la infección bacteriana y, por lo general, producen una mayor cantidad de tejido cicatricial que las heridas por laceración.

En su artículo en Bioingeniería APL, investigadores de la Universidad de Boston y la Universidad de Harvard crearon un modelo biomimético para estudiar la cicatrización de heridas por quemaduras y laceraciones. Descubrieron que los fibroblastos, normalmente considerados células de construcción que dan forma y fuerza a los tejidos y órganos, eliminan el tejido dañado antes de depositar material nuevo. Esta parte del proceso de curación es más lenta en las heridas por quemadura, donde hay más daño tisular.

Los biólogos celulares identifican cuatro fases en la cicatrización de heridas: interrupción del sangrado, inflamación, formación de tejido nuevo y fortalecimiento del tejido. Durante las etapas de inflamación y formación, se cree que las células inmunitarias eliminan las bacterias y las células muertas de la herida. También activan fibroblastos y vasos sanguíneos para comenzar las reparaciones.

«Dependiendo de la lesión, el alcance y la duración de estas cuatro fases pueden variar enormemente entre los diferentes tipos de heridas», dijo el autor Jeroen Eyckmans. «Dado que las heridas de laceración están bien perfundidas con sangre, tienden a sanar bien. Sin embargo, en las quemaduras, los vasos sanguíneos se cauterizan, lo que impide que la sangre entre en el lecho de la herida y ralentiza el proceso de curación. Las heridas por quemaduras graves también tienen grandes cantidades de tejido muerto que bloquea físicamente la formación de tejido nuevo».

Para estudiar cómo el modo de lesión afecta la tasa de curación de las heridas, el equipo diseñó un sistema modelo in vitro hecho de fibroblastos incrustados en un hidrogel de colágeno. Se crearon heridas en este microtejido utilizando un bisturí de microdisección para imitar la laceración o un láser de alta energía para simular una quemadura.

Aunque ambos tipos de heridas tenían el mismo tamaño, la ablación con láser causó más muerte celular y daño tisular junto a los márgenes de la herida en comparación con las heridas con arma blanca.

«Durante la curación, descubrimos que los fibroblastos primero limpiaban el material dañado de la herida antes de depositar material nuevo», dijo Eyckmans. «Este fue un hallazgo sorprendente porque la eliminación de tejido muerto se ha atribuido a células inmunitarias especializadas, como los macrófagos, y se ha considerado que los fibroblastos son células constructoras de tejido, no células de eliminación de tejido».

Dado que hubo más daño tisular en las heridas por ablación con láser, los fibroblastos tardaron más tiempo en eliminar el daño, lo que finalmente retrasó la cicatrización del tejido.

Según estos hallazgos, las terapias que promueven la eliminación de heridas podrían acelerar la curación. Los glóbulos blancos genéticamente modificados, diseñados para eliminar el tejido muerto, podrían ser particularmente útiles para llegar a los órganos y tejidos lesionados en las profundidades del cuerpo.

Megan Elizabeth Griebel, Anish Vasan, Christopher S. Chen y Jeroen Eyckmans escribieron el artículo, «Limpieza de fibroblastos de tejido dañado después de la ablación con láser en microtejidos diseñados». Aparecerá en Bioingeniería APL el 14 de marzo de 2023.