Um novo modelo celular 3D para o estudo de doenças da pele

Foi publicado pelo laboratório Tráfego Membranar da Doença, um novo artigo de investigação original na revista científica Pigment Cell Melanoma Research. Esta investigação é liderada por Duarte Barral e com Michael Hall como primeiro autor, em colaboração com o grupo Diagnósticos Biomoleculares do ITQB NOVA (liderado por Abel Oliva). O artigo explora a utilização de modelos 3D de pele humana como alternativa aos modelos animais e biopsias invasivas. Perguntamos aos autores quais as potencialidades desta nova metodologia.

GrupoDuarteBarralDSC00010Michael Hall,  João Charneca, Matilde Neto e Duarte Barral

 

Que descobertas os levaram à investigação descrita na vossa publicação?

O nosso grupo tem trabalhado com modelos de pele em 3D, que desenvolvemos em colaboração com o grupo do Dr. Abel Oliva do ITQB-NOVA. Além de terem as mesmas características estruturais da pele humana, as peles recriadas em laboratório, que incluem células produtoras de melanina, mostram pigmentação da epiderme. Conseguimos assim reproduzir em laboratório o processo que dá origem a diferentes tons de pele e nos protege da radiação ultravioleta do sol, que é potencialmente prejudicial.

O que estavam a tentar perceber e qual a principal descoberta deste trabalho?

Queremos compreender como ocorre a pigmentação da pele. Para isso usámos modelos de pele em 3D e demonstrámos que as células produtoras de melanina, os melanócitos, desenvolvem processos (‘ramificações’) através da epiderme para transferir eficientemente a melanina para as células armazenadoras deste pigmento, os queratinócitos. Também mostrámos que a melanina é transferida dos melanócitos para os queratinócitos da mesma forma que observámos anteriormente em biópsias de pele humana.

Porque é que isso é importante?

Este trabalho demonstra que os nossos modelos de pele 3D desenvolvidos em laboratório são comparáveis à pele humana, tanto na estrutura, como no mecanismo de pigmentação. Por isso, constituem um modelo valioso para compreendermos os mecanismos responsáveis por defeitos na pigmentação da pele e para realizar testes de medicamentos/cosméticos, reduzindo a dependência de modelos animais e biópsias de pele.

Podem usar uma analogia para nos ajudar a entender esta investigação?

Tanto na pele humana como nos nossos modelos de pele cultivada em laboratório, os melanócitos expelem melanina que é ingerida pelos queratinócitos. Estes armazenam-na por longos períodos para manter a pigmentação da pele. Este processo é semelhante à ingestão de microrganismos pelas células do sistema imunitário, mas a melanina não é destruída, ao contrário do que geralmente acontece com os microrganismos. Esta é uma questão que também queremos compreender.

Que perguntas precisam ainda de ser feitas?

Usando estes modelos de pele poderemos compreender melhor os mecanismos que asseguram a pigmentação da pele e perceber se em situações de de doença ou de stress, como quando a nossa pele se bronzeia pela ação da luz solar, os mecanismos se alteram.

O artigo original é intitulado "Reconstructed human pigmented skin/epidermis models achieve epidermal pigmentation through melanocore transfer" e está disponível online no site da revista Pigment Cell Melanoma Research.

method

Representação esquemática que descreve os estágios de formação da pele e epiderme pigmentada humana reconstruída. RHPS: No dia 0, os fibroblastos (fibroblastos dérmicos humanos neonatais, HDFn) são inseridos na estrutura para permitir a formação da derme. No dia 7, a formação da epiderme começa com a adição de melanócitos (melanócitos epidérmicos humanos de pele de pigmentação escura, HEM-DP) seguindo-se a adição de queratinócitos (queratinócitos epidérmicos humanos neonatais, HEKn) no dia seguinte. Três dias depois, o meio apical é removido para atingir a interface ar-líquido e no dia 24, o modelo está totalmente formado. RHPE: O modelo de epiderme é formado em uma membrana revestida de colágeneo para suportar melanócitos e queratinócitos. No dia 1, os melanócitos são inseridos, seguidos pelos queratinócitos no dia seguinte. Um dia depois, a interface ar-líquido é estabelecida e no dia 15 a epiderme está completa.