Organoizii cutanați sunt promițători în tratamentul degerăturilor

Degerăturile reprezintă o problemă medicală gravă, întâlnită atât în mediile montane, cât și în zonele urbane, afectând indivizi expuși la temperaturi foarte scăzute. Pe lângă riscul imens de deteriorare tisulară și necroză, această afecțiune conduce adesea la complicații precum cicatrizarea excesivă, durerea cronică și disfuncțiile ulterioare. Studiul publicat în Protein & Cell explorează o abordare inovatoare în tratamentul leziunilor induse de degerături, bazată pe transplantul de organoizi cutanați derivați din celule stem pluripotente induse (hiPSC). Scopul este de a promova repararea țesutului și regenerarea fără cicatrici.
Degerăturile afectează în mod direct structurile cutanate prin formarea cristalelor de gheață, alterarea proteinelor și distrugerea celulelor din epidermă și dermă. În plus, vasoconstricția și inflamația secundară contribuie la deteriorarea suplimentară, afectând fluxul sanguin și remodelarea matricei extracelulare (ECM). Metodele convenționale de tratament, precum utilizarea blocanților de canale de calciu, vizează îmbunătățirea microcirculației, însă nu reușesc să stimuleze regenerarea directă a celulelor cutanate sau să prevină formarea cicatricilor. În acest context, terapiile bazate pe celule stem, iar recent și organoizii cutanați, au câștigat interes datorită capacității lor de a accelera vindecarea, de a restabili bariera epidermică și de a reduce inflamația.

Abordarea experimentală

Studiul a utilizat un model murin de leziune cutanată completă indusă printr-un ciclu de congelare-dezghețare repetat, mimând efectele reale ale degerăturilor. În cadrul acestui model, s-au efectuat analize patologice și transcriptomice la nivel unicelular pentru a urmări evoluția inflamației, modificările structurale ale ECM-ului și dinamica diverselor tipuri celulare (epiteliale, imune și fibroblaste).

Analiza timpului și a tipurilor celulare

• Faza acută: La 24 de ore după leziune, s-au observat semne evidente de inflamație, cu infiltrarea abundentă de celule imune (monocite și macrofage) și modificări vasculare (dilatarea capilarelor și stagnarea eritrocitelor).  
• Faza de proliferare: La 3 zile post-degerături, a fost evidențiată o creștere semnificativă a celulelor epiteliale, necesară pentru re-epidermelizare, în timp ce fibroblastele se acumulează pentru a remodela ECM-ul.  
• Faza de remodelare: La 7 zile, fibroblastele joacă un rol crucial în restabilirea structurii ECM, însă activarea excesivă a acestora poate conduce la formarea cicatricilor.

Transplantul de organoizi cutanați

Pentru a aborda limitările tratamentelor convenționale, cercetătorii au dezvoltat organoizi cutanați din hiPSC, care prezintă o arhitectură ce imită structura naturală a pielii - incluzând atât celule epiteliale, cât și anexele cutanate (cum ar fi foliculii de păr) și componente neuronale. Acești organoizi sunt înveliți într-un hidrogel, asigurând o fixare eficientă la locul leziunii și protejându-i funcționalitatea în mediul complex al plăgii.

Efectele terapeutice

• Reducerea inflamației: Transplantul de organoizi a dus la o scădere semnificativă a infiltrării celulelor imune (monocite, macrofage și celule Langerhans) și la normalizarea expresiei factorilor inflamatori (de exemplu, CCL4 și IL6).
• Accelerarea re-epidermelizării: Se evidențiază o creștere a expresiei markerilor specifici celulelor stem din stratul bazal (KRT14), indicând o stimulare a proliferării și diferențierii celulelor epiteliale, ceea ce conduce la o regenerare rapidă a stratului epidermo-dermic.
• Modularea remodelării ECM: Transplantul de organoizi reglează producția și organizarea colagenului, reducând formarea excesivă de ECM și inhibând tranziția fibroblastelor în miofibroblaste - un proces mediat prin calea integrin α5β1-FAK. Astfel, se favorizează o rearanjare normală a matricei extracelulare, similară cu cea a pielii sănătoase, reducând semnificativ riscul de cicatrizare.

Concluzii și implicații clinice

Rezultatele obținute demonstrează că transplantul de organoizi cutanați poate accelera vindecarea plăgilor provocate de degerături, reducând inflamația, stimulând regenerarea epitelială și remodelând ECM-ul într-un mod care previne formarea cicatricilor. Prin modularea atât a răspunsului imun, cât și a activității fibroblastice, această strategie inovatoare se dovedește a fi o abordare promițătoare pentru tratamentul leziunilor severe de tip degerături.

Aceste descoperiri deschid noi perspective terapeutice, evidențiind potențialul organoizilor cutanați nu doar pentru repararea țesuturilor deteriorate, ci și pentru obținerea unei regenerări fără cicatrici, cu implicații majore pentru pacienții cu leziuni severe și pentru reducerea complicațiilor pe termen lung. Deși studiul a fost efectuat pe modele animale, rezultatele indică clar că această abordare ar putea fi adaptată ulterior în practică clinică, oferind o nouă speranță în tratamentul complicațiilor induse de expunerea la temperaturi extreme.