Defensa o reparación: Cómo se controlan las células inmunitarias durante la cicatrización de las heridas
Por primera vez, los científicos muestran una relación causal entre la reparación de los tejidos, el metabolismo mitocondrial y la activación y función de los macrófagos
Un equipo de investigación de Colonia ha descubierto que el metabolismo de las mitocondrias, proveedoras de energía de las células, en los macrófagos coordina la cicatrización de las heridas en un grado importante. Los macrófagos pertenecen a los glóbulos blancos y también se conocen como células carroñeras. La profesora Dra. Sabine Eming y sus colaboradores y colegas del Grupo de Excelencia para la Investigación del Envejecimiento (CECAD) de la Universidad de Colonia demostraron que los macrófagos de las heridas se someten a diferentes programas metabólicos durante la reparación de los tejidos, que son necesarios para apoyar las sucesivas fases de reconstrucción de la piel tras una lesión. El artículo "Mitochondrial metabolism coordinates stage-specific repair processes in macrophages during wound healing" (El metabolismo mitocondrial coordina los procesos de reparación específicos de cada etapa en los macrófagos durante la cicatrización de heridas) se ha publicado ahora en Cell Metabolism.
Los macrófagos asociados a la herida requieren una reprogramación metabólica para impulsar la respuesta de curación de la herida. Las mitocondrias seudocoloreadas muestran un rendimiento y una forma mitocondriales diferentes en los macrófagos tempranos (rojo) y tardíos (verde) de la herida.
Universität zu Köln
En el cuerpo humano, los macrófagos pueden adoptar diferentes estados de activación. Como macrófagos proinflamatorios en la fase inicial de la cicatrización de heridas, matan bacterias o virus e inician una respuesta de defensa protectora. Los macrófagos reparadores de la fase tardía de la cicatrización de la herida apoyan la resolución de la inflamación para que el tejido pueda acumularse y se restablezca el equilibrio. Una cuestión no resuelta en la biología de los macrófagos es qué señales son necesarias para la transición de macrófagos inflamatorios a reparadores. En el nuevo estudio, Eming, médico titular del Departamento de Dermatología y Venereología y jefe del grupo de investigación del CECAD y del Centro de Medicina Molecular de Colonia (CMMC), y su equipo demostraron un vínculo funcional entre la reparación de tejidos, el metabolismo celular y la activación y función de los macrófagos reparadores de tejidos. Los cambios en el metabolismo mitocondrial son el mecanismo crítico de control de las diferentes funciones de los macrófagos durante la curación temprana y tardía de las heridas.
En un modelo animal, los científicos estudiaron el metabolismo de los macrófagos en los estados de cicatrización temprana y tardía. Descubrieron que el metabolismo de los azúcares en la fase inicial no es suficiente para garantizar una reparación productiva. Mediante la secuenciación unicelular, el equipo descubrió que una subpoblación de macrófagos en la fase inicial metaboliza los radicales de oxígeno reactivos producidos en las mitocondrias como subproducto de la respiración celular. Eming y el equipo pudieron demostrar por primera vez que el beneficio de las moléculas reactivas que contienen oxígeno en los macrófagos de las primeras fases de la herida es esencial para garantizar el crecimiento de los vasos sanguíneos y, por tanto, la curación oportuna. En cambio, los macrófagos utilizan un tipo diferente de intercambio estromal mitocondrial mediado por receptores específicos (IL-4Ra) para sus funciones antiinflamatorias y reparadoras en la fase tardía de la cicatrización de la herida.
Basándonos en nuestros resultados, será muy interesante comprender si las alteraciones del estrés mitocondrial en las células del sistema inmunitario contribuyen a las respuestas inflamatorias aberrantes en la piel y a los estados patológicos de cicatrización de las heridas", dijo Eming. También será emocionante ver si la intervención farmacológica en las respuestas al estrés mitocondrial proporciona un beneficio terapéutico y facilita la reparación del tejido lesionado".
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