Un equipo de investigación liderado por el profesor Dong Sung Kim, la profesora Anna Lee y el doctor Jaeseung Youn, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) en Corea del Sur, ha logrado recrear la estructura de las arrugas en tejidos biológicos in vitro y ha desvelado los mecanismos detrás de su formación, revelando su "misterioso" origen en un estudio publicado en la revista *Nature Communications*.
Han desarrollado una plataforma de investigación que permite estudiar tejidos sin recurrir a experimentos con animales, lo que podría tener aplicaciones significativas en medicina y cosmética. Aunque las arrugas se asocian comúnmente con el envejecimiento de la piel, también están presentes en otros órganos y tejidos, como el cerebro, el estómago y los intestinos, y juegan un papel crucial en la regulación celular y la diferenciación, afectando las funciones fisiológicas de cada órgano.
Comprender cómo se pliegan y forman arrugas en los tejidos es esencial para investigar fenómenos biológicos más allá de la cosmética, incluyendo el envejecimiento de la piel, terapias regenerativas y embriología. A pesar de la relevancia de estas estructuras, gran parte de la investigación previa se había centrado en modelos animales, lo que limitó el entendimiento de los procesos que subyacen a la formación de arrugas en tejidos vivos.
Para superar esta limitación, el equipo del profesor Kim desarrolló un modelo de tejido epitelial compuesto únicamente por células epiteliales humanas y matriz extracelular (MEC). Al combinar este modelo con un dispositivo que aplica fuerzas de compresión precisas, lograron recrear estructuras arrugadas observadas en el intestino, la piel y otros tejidos in vivo.
Este avance les permitió, por primera vez, reproducir tanto la deformación jerárquica de arrugas profundas generadas por una fuerte compresión como la formación de arrugas más pequeñas bajo compresión ligera. Los investigadores identificaron que factores como la estructura porosa de la MEC, la deshidratación y la fuerza de compresión en la capa epitelial son cruciales para la formación de arrugas.
Los experimentos mostraron que las fuerzas de compresión que afectan la capa de células epiteliales generan inestabilidad mecánica en la MEC, provocando la aparición de arrugas. Además, la deshidratación de la MEC resultó ser un factor determinante, reflejando los efectos observados en la piel envejecida.
“Hemos creado una plataforma que puede reproducir diversas estructuras de arrugas en tejidos vivos sin necesidad de experimentación animal”, afirma el profesor Kim. Esta plataforma permite la observación en tiempo real de la formación de arrugas a nivel celular y tisular, lo que es difícil de lograr en modelos animales convencionales, y tiene amplias aplicaciones en embriología, ingeniería biomédica y cosmética.