La investigación del equipo de Pohang University of Science and Technology (POSTECH), en Corea del Sur, destaca la importancia de la matriz extracelular (ECM), una estructura que actúa como soporte en el tejido y que se vuelve menos flexible con el paso del tiempo, contribuyendo así a la aparición de arrugas. Al aplicar presión sobre el tejido recreado en laboratorio, los científicos observaron la formación de pequeñas arrugas que luego se transformaron en pliegues profundos.
“La clave detrás de las arrugas está en el ECM, que es como el ‘soporte’ del tejido”, comenta el científico Álvaro Carmona en un hilo de X sobre este estudio.
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En el proceso de envejecimiento, el ECM pierde agua, lo cual facilita la formación de arrugas debido a su deshidratación. Este descubrimiento sugiere que el envejecimiento de la piel y la aparición de arrugas pueden estar más ligados a propiedades físicas y mecánicas de los tejidos de lo que se había planteado anteriormente. El hallazgo aporta nuevas perspectivas sobre cómo interviene la deshidratación en la formación de arrugas y cómo podría prevenirse
El papel clave de la matriz extracelular (ECM) en la formación de arrugas
Con el estudio queda evidenciado que la matriz extracelular (ECM), esa estructura fundamental que brinda soporte a los tejidos, es un factor crucial en la aparición de arrugas. A lo largo del tiempo, el ECM se vuelve menos flexible y, en un estado deshidratado, facilita la formación de estas marcas en la piel. Este proceso ha sido replicado por el equipo de investigación, que aplicó presión sobre tejidos recreados en laboratorio y observó cómo las pequeñas arrugas iniciales se transformaban en pliegues profundos bajo compresión sostenida.
Este descubrimiento indica que el envejecimiento y las arrugas podrían depender más de la física y mecánica de los tejidos que de otros factores. Entender la relación entre la deshidratación del ECM y la aparición de arrugas abre nuevas perspectivas en la prevención del envejecimiento visible de la piel y otros órganos. «Si el ECM se deshidrata, las arrugas se forman más fácilmente. Esto es similar a lo que ocurre cuando envejecemos y nuestra piel pierde humedad«, dice Carmona.
Las arrugas podrían depender más de la física y mecánica de los tejidos que de otros factores. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
Observación en tiempo real: una revolución en el estudio de tejidos
Uno de los avances más significativos de este modelo es la capacidad de observar cómo las arrugas se forman en tiempo real y bajo condiciones controladas. Anteriormente, muchos de estos estudios se realizaban en animales, lo que limitaba la comprensión completa de estos mecanismos en humanos. Sin embargo, el nuevo modelo utiliza células humanas y simula un entorno natural, lo que permite obtener observaciones precisas y extrapolables a tejidos humanos.
«Todo depende de la fuerza aplicada: más presión, arrugas más profundas», explica Álvaro Carmona con gran claridad. «La ciencia del envejecimiento de la piel tiene más que ver con la física de lo que pensábamos«, continúa.
La ciencia del envejecimiento de la piel tiene más que ver con la física de lo que pensábamosÁlvaro Carmona
Este desarrollo implica una revolución en la ciencia del envejecimiento de la piel. Además, evita la necesidad de experimentar en animales, lo cual representa un avance ético importante. “Lo mejor de este avance es que, al recrear el proceso en laboratorio sin usar animales, los científicos pueden estudiar las arrugas en tejidos vivos con mucho más detalle”, destaca Carmona.
Aunque parezca extraño, el cerebro también se arruga. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
La mecánica detrás de las arrugas: de la física a la biología
El ECM y el epitelio se comportan como un sistema bicapa que reacciona a las fuerzas de compresión. Según el estudio de Nature Communications, la aplicación de compresión genera arrugas que evolucionan hacia pliegues profundos. Este proceso depende tanto de la fuerza aplicada como de la estructura del ECM, lo que subraya la relación entre la mecánica y la biología en la formación de arrugas.
Este hallazgo sugiere que los tratamientos antienvejecimiento podrían beneficiarse de enfoques basados en la comprensión de las propiedades físicas del ECM y su interacción con otros tejidos. Según los autores del estudio, “el endurecimiento del epitelio bajo compresión y la poroelasticidad del ECM contribuyen de manera significativa a los patrones de arrugas en los tejidos biológicos”. Esta frase refleja la importancia de factores físicos y mecánicos en la salud y apariencia de los tejidos.
El endurecimiento del epitelio bajo compresión y la poroelasticidad del ECM contribuyen de manera significativa a los patrones de arrugas en los tejidos biológicos. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
Aplicaciones en medicina regenerativa y cosmética
Este modelo de tejido epitelial desarrollado por el equipo de POSTECH no solo explica la formación de arrugas en la piel, sino que también ofrece aplicaciones prometedoras en medicina regenerativa y cosmética. Al recrear las propiedades del ECM y su interacción con el epitelio, los investigadores proponen nuevos enfoques mecano-biológicos que podrían transformar el tratamiento del envejecimiento y la regeneración de tejidos. La investigación revela cómo mantener la hidratación del ECM puede ser clave para retrasar la aparición de arrugas, lo que abre la puerta al desarrollo de productos que preserven la elasticidad y la hidratación de la piel, incluso en edades avanzadas.
«Esto abre la puerta a avances en cosmética y medicina regenerativa«, explica Carmona en su hilo. Y continúa: «Además de la piel, este modelo podría ayudar a entender cómo se forman arrugas en otros órganos durante el desarrollo y cómo mantener los tejidos sanos a medida que envejecemos. Las aplicaciones son enormes para la biomedicina».
En el ámbito médico, el modelo permite estudiar cómo el plegamiento y las propiedades del ECM afectan el desarrollo de órganos. Por ejemplo, la simulación del plegamiento en zigzag, una estructura observada en el intestino durante el desarrollo embrionario, se consiguió variando la dirección y la presión de compresión en el modelo de laboratorio. Esto podría aplicarse para investigar enfermedades intestinales, como las relacionadas con el plegamiento anómalo en etapas tempranas. Además, las características elásticas y la poroelasticidad del ECM observadas en este estudio proporcionan bases sólidas para terapias que prevengan el deterioro de tejidos vitales, como los cardiovasculares, lo cual es crucial en el tratamiento de enfermedades degenerativas.
El modelo in vitro también presenta un gran potencial en la industria cosmética, permitiendo la personalización de tratamientos para la piel basados en el comportamiento mecánico del ECM en cada persona. Con este conocimiento, los productos de cuidado de la piel podrían orientarse a intervenir en la elasticidad y resistencia del ECM, manteniendo su hidratación y estructura para prevenir la aparición de arrugas profundas.
Referencias
- Autores: Jaeseung Youn, Dohui Kim, Hyunsu Kwak, Anna Lee, y Dong Sung Kim. Título: Tissue-scale in vitro epithelial wrinkling and wrinkle-to-fold transition. Revista: Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-024-51437-z
