Dos nuevos estudios de UC Davis Health exploraron cómo las diferencias en la composición de la piel pueden provocar afecciones dermatológicas, como la psoriasis y la dermatitis atópica.

«La piel no tiene una composición uniforme en todo el cuerpo», dijo Emanual Maverakis, profesor de dermatología, microbiología médica molecular en UC Davis y autor principal de ambos estudios. «Diferentes características de la piel en diferentes partes del cuerpo pueden afectar la susceptibilidad de la piel a ciertas enfermedades».

Las enfermedades de la piel afectan a unos 84,5 millones de estadounidenses. El envejecimiento, los traumatismos y los factores ambientales y genéticos pueden conducir a una amplia gama de afecciones de la piel.

El sitio del cuerpo determina la estructura y función de la piel y la susceptibilidad a enfermedades

La piel es el órgano más grande del cuerpo. Tiene un área promedio de aproximadamente 20 pies cuadrados, ¡ese es el tamaño de una habitación de 4′ por 5′ ! Su capa más externa (epidermis) tiene una matriz lipídica compuesta de ácidos grasos libres, colesterol y ceramidas (una familia de moléculas lipídicas cerosas).

Esta capa debe cumplir con los desafíos ambientales específicos de cada área del cuerpo. Por ejemplo, la piel de la cara debe ser delgada y flexible para adaptarse a las expresiones faciales. La piel que recubre el talón del pie tiene que ser gruesa y rígida para soportar la fuerza y ​​protegerla de los objetos que pisamos.

La composición de la piel depende de múltiples factores, incluida la estructura de la barrera cutánea, los tipos de células y los genes que expresan.

Hasta hace poco, se sabía poco sobre los procesos celulares y moleculares detrás de estas diferencias. En el primer estudio, los investigadores mostraron los mecanismos que conducen a estos cambios estructurales en la piel.

La epidermis tiene una estructura de «ladrillo y mortero» : moléculas como ceramidas, colesterol y ácidos grasos forman el «mortero», y las células llamadas queratinocitos son los «ladrillos».

Los investigadores utilizaron la secuenciación de una sola célula para caracterizar cómo difieren los queratinocitos en diferentes partes del cuerpo. También utilizaron perfiles moleculares específicos para caracterizar las moléculas que forman el «mortero» entre los queratinocitos. Luego examinaron cómo estas diferencias en la expresión génica coincidían con las diferencias en la composición de las estructuras de lípidos y proteínas en todos los sitios del cuerpo. Estos experimentos explicaron por qué la piel se ve tan diferente en diferentes partes del cuerpo.

Las diferencias en la composición de los lípidos y proteínas de la piel en diferentes partes del cuerpo también pueden explicar por qué se encuentran diferentes enfermedades de la piel en diferentes partes del cuerpo. Mientras caracterizaban las alteraciones específicas de los lípidos asociadas con diversas enfermedades de la piel, los investigadores descubrieron que los lípidos adheridos a un trozo de cinta aplicado a la piel eran suficientes para diagnosticar a un paciente con una enfermedad de la piel en particular.

«Estos descubrimientos conducirán a pruebas no diagnósticas para enfermedades dermatológicas comunes», dijo el coautor principal, el científico del proyecto Alexander Merleev.

«Estas diferencias también son relevantes para el diseño futuro de productos para el cuidado de la piel», dijo Stephanie Le, residente de dermatología y coautora principal del estudio. «Demuestran cómo los productos para el cuidado de la piel deben formularse específicamente para que coincidan con el sitio particular del cuerpo en el que se aplicarán».

La psoriasis y el sistema inmunitario

En el segundo estudio, el equipo de investigación estudió cómo las células de la piel interactúan con el sistema inmunitario.

Anteriormente, se sabía que los queratinocitos podían secretar sustancias que aumentaban y disminuían la inflamación. Usando la secuenciación de una sola célula para analizar cada queratinocito individualmente, los investigadores observaron que estas moléculas inmunomoduladoras se expresaban en ciertas capas de la epidermis.

Los queratinocitos en la capa más baja de la epidermis secretan moléculas inmunoatrayentes y antiinflamatorias inmunológicas. Esto es para atraer células inmunitarias a la piel y colocarlas en su lugar para esperar pacientemente y combatir cualquier microbio o parásito patógeno que pueda atravesar la barrera física de la piel. Por el contrario, encontraron que los queratinocitos en la capa externa de la epidermis secretan moléculas proinflamatorias, en particular IL-36.

IL-36 es un mediador principal de un subtipo de psoriasis, una enfermedad inflamatoria de la piel. El equipo descubrió que la cantidad de IL-36 en la piel estaba regulada por otra molécula llamada PCSK9 y que las personas con variaciones en su gen PCSK9 estaban predispuestas a desarrollar psoriasis.

«Nuestro descubrimiento de que diferentes capas de la piel secretan diferentes mediadores inmunitarios es un ejemplo de cómo la piel está altamente especializada para interactuar con el sistema inmunitario. Algunas personas desarrollan enfermedades de la piel, como la psoriasis, cuando hay un desequilibrio en las moléculas secretadas por las diferentes capas de la piel». dijo Antonio Ji-Xu, investigador de UC Davis, coautor principal del estudio.

Ambos estudios fueron publicados en JCI Insight.