Injerto de piel biohíbrido: una ventana fluorescente para el seguimiento de la salud interna

Injerto de piel biohíbrido: una ventana fluorescente para el seguimiento de la salud interna

Los dispositivos de salud portátiles, como los relojes inteligentes, son ahora algo común y permiten un seguimiento continuo de las señales fisiológicas en la superficie de la piel. Recientemente, un equipo de investigación en Japón desarrolló un enfoque biohíbrido que funciona dentro del cuerpo, convirtiendo la piel artificial en un indicador visible de los estados biológicos internos.

Un grupo de investigación conjunto dirigido por la Universidad de la ciudad de Tokio y la Universidad de Tokio, en colaboración con RIKEN y Canon Medical Systems Co., ha presentado unopantalla del sensor de vida: un injerto de piel artificial que responde a ciertos biomarcadores, como: B. inflamación, fluorescencia. Reportado encomunicación de la naturalezaEl sistema utiliza la regeneración natural de la piel del cuerpo para respaldar el monitoreo a largo plazo de los biomarcadores, proporciona una visualización sin muestreo de sangre después de la implantación y permite una evaluación intuitiva a través de la observación.

Más que superficial

El monitoreo de biomarcadores internos (proteínas que indican inflamación, estrés o enfermedad) generalmente se basa en muestras de sangre o sensores conectados externamente que solo funcionan durante períodos de tiempo limitados.

"Los enfoques convencionales son a menudo invasivos o sólo proporcionan instantáneas del tiempo", afirmó el distinguido profesor Hiroyuki Fujita de la Universidad de la ciudad de Tokio (profesor emérito de la Universidad de Tokio). "Nuestro objetivo era investigar un sistema biológicamente integrado que permita la percepción continua y la interpretación intuitiva incluso en casa".

Para conseguirlo, los investigadores utilizaron células madre epidérmicas, que nutren y renuevan la piel de forma natural durante toda su vida. Al diseñar genéticamente estas células para responder a señales inflamatorias (específicamente, la activación de la vía NF-κB), el equipo creó tejido cutáneo que aumentaba la expresión de la proteína verde fluorescente (EGFP) en respuesta a señales inflamatorias.

Si el sensor es parte del cuerpo.

Cuando se trasplantó a ratones, la piel manipulada se injertó y se integró funcionalmente en el tejido huésped. Cuando se indujo la inflamación, el área trasplantada emitió fluorescencia verde y convirtió las señales moleculares internas en una señal óptica externa.

Dado que el sensor está formado por células madre epidérmicas vivas, su mantenimiento se debe al metabolismo celular natural de la piel.

A diferencia de los dispositivos tradicionales que requieren fuentes de energía o reemplazo regular, este sistema es mantenido biológicamente por el propio cuerpo. En nuestros experimentos, la funcionalidad del sensor se mantuvo durante más de 200 días mientras las células madre manipuladas regeneraban continuamente la epidermis”.

Profesor Shoji Takeuchi, Universidad de Tokio

Hacia una monitorización visible y a largo plazo de biomarcadores

Este estudio demuestra una prueba de concepto para la detección biológicamente integrada a largo plazo sin baterías, cableado ni operación activa por parte del usuario. Aunque este trabajo se centró en la señalización inflamatoria, la estrategia subyacente es adaptable. Modificando los objetivos moleculares, se podrían desarrollar construcciones cutáneas diseñadas de manera similar que respondan a diferentes señales fisiológicas o metabólicas.

Los investigadores señalan que esta tecnología podría tener aplicaciones más allá de la atención sanitaria humana, incluida la investigación con animales y la medicina veterinaria, donde los indicadores visuales del estado de salud pueden ayudar a la detección temprana de enfermedades en animales que no pueden comunicar síntomas.

Aunque este trabajo se encuentra todavía en una etapa preclínica temprana, ofrece un enfoque de base biológica para vincular los tejidos vivos con las funciones sensoriales y desdibuja la línea entre los sistemas biológicos y los dispositivos técnicos.

Fuentes: