Cinco destaques da pesquisa de pele

Dando aos robôs um rosto humano

Um robô revestido com a pele viva pareceria mais humano e, talvez, relacionável. Além disso, as propriedades biológicas da Skin-especialmente sua capacidade de se auto-reparar-podem tornar esses revestimentos mais duráveis ​​que os sintéticos. Um desafio importante, no entanto, é encontrar uma maneira de prender robustamente a pele à superfície de um robô. Uma equipe da Universidade de Tóquio desenvolveu uma solução em potencial inspirada em ligamentos naturais da pele.

O grupo, liderado pelo engenheiro Michio Kawai, já havia coberto dedos robóticos em uma pele simulada – um biomaterial que consiste em uma derme interna, feita de fibroblastos dérmicos de colágeno e colágeno e quermal humano, além de uma epiderme formada de colágeno e querilócitos. Mas essas camadas, que são aplicadas como líquidos que então solidificam, não foram presas com segurança aos dedos robóticos.

Perspectiva da natureza: pele

Para resolver esse problema, a equipe de Kawai olhou para os ligamentos da pele – extensões colunares que a derme envia a tecidos subcutâneos mais profundos para se prender ao corpo. Para imitar isso, os pesquisadores fizeram orifícios tubulares em forma de V no material a serem cobertos. O ponto de cada V estava no fundo do material e as duas pontas estavam abertas à superfície. Uma pele sintética – uma solução de colágeno e fibroblastos – foi derramada e correu para os tubos. A técnica criou extensões semelhantes a gancho na parte inferior da pele que a anexou à superfície.

Se os robôs humanóides funcionarem bem como companheiros sociais, eles devem ser capazes de gerar expressões humanas, argumentam os autores. Para esse fim, Kawai e colegas revestiram um modelo de face com uma derme ligada ao ligamento e cultivou uma camada epidérmica no topo desta forma 3D complexa. Eles mostraram que, ao conectar estrategicamente sua pele sintética a um modelo de boca, a pele poderia permanecer intacta e flexível e se moveu com as bochechas crescentes do modelo quando a boca formava um sorriso. Os pesquisadores especulam que expressões ainda mais realistas podem ser alcançáveis ​​cultivando fibras musculares sob essa pele.

Cell Rep. Phys. Sci. 5102066 (2024)

Tratamento para reação rara de drogas fatais

A necrólise epidérmica tóxica (dez) é uma doença grave da pele, geralmente causada por reações adversas a medicamentos. Ele mata queratinócitos, fazendo com que a epiderme se destacasse e levando a um branqueamento extenso. Dez surge em apenas um em um milhão de pessoas anualmente – mas cerca de 15% dos afetados morrerão dele. Não há tratamento eficaz.

Um estudo liderado por Thierry Nordmann, biólogo de pele do Instituto de Bioquímica Max Planck em Martinsried, Alemanha, oferece uma terapia em potencial. A equipe descobriu uma via molecular que dirige dez e mostrou que bloqueá -lo com um medicamento existente pode tratar a doença.

Os pesquisadores pegaram amostras de pele de pessoas que experimentaram dez ou mais arrastões reações de pele a medicamentos e depois usaram uma tecnologia chamada Proteômica Visual Profunda para catalogá -lo milhares de proteínas em queratinócitos e células imunes locais. As alterações induzidas por dez incluíram a regulação positiva de proteínas em uma rede de sinalização intracelular chamada via JAK/STAT. Interferons e outros mensageiros inflamatórios que ativam esse caminho também foram abundantes. Ocorreram mudanças nos queratinócitos e nas células imunes, sugerindo um ciclo de feedback positivo.

Essas descobertas levaram os autores a pensar que medicamentos que inibem as enzimas JAK podem interromper dez. Os testes em um modelo de camundongo os provaram corretamente – a inibição da JAK reduziu drasticamente dez lesões de pele nos animais.

Finalmente, a equipe testou sua hipótese clinicamente, usando um medicamento (já aprovado para uma doença diferente) que bloqueia seletivamente o subtipo da enzima JAK1. Sete pessoas com dez ou uma condição ligeiramente mais suave, foram tratadas; Todos deixaram o hospital com boa saúde e nenhum dos efeitos colaterais experimentou.

Natureza 6351001-1009 (2024)

Coceira e arranhada

Arrerar uma coceira é bom. Mas em pessoas com condições crônicas de pele, como o eczema, a ação piora a dermatite, muitas vezes desencadeando um ciclo frustrante de arranhar a pele cada vez maior.

Para determinar quais podem ser os benefícios da coceira e explorar os mecanismos subjacentes a dessas vantagens, Andrew Liu, um dermatologista da Universidade de Pittsburgh, na Pensilvânia, e seus colegas examinaram a interação entre células imunológicas e neurônios sensoriais que vincula riscos e inflamação em mouses. Eles descobriram que arranhar aumenta as respostas imunes a infecções bacterianas cutâneas.

A equipe de Liu se concentrou nas células mastônicas – células imunes que desempenham um papel central em respostas alérgicas e coceira. Essas células, os pesquisadores mostraram, interagem com duas classes de neurônios sensoriais que inertando a pele em um loop que liga a coceira a arranhar e depois a maior coceira e maior arranhão.

O estudo utilizou várias moléculas indutoras de coceira para demonstrar como a ativação dos neurônios sensíveis à coceira faz com que os animais arranhem a pele afetada. Em seguida, mostrou como esse arranhão causa um segundo tipo neuronal (normalmente associado a sensações dolorosas) para liberar localmente um neuropeptídeo chamado Substância P. Essa molécula interage com os anticorpos e outros mensageiros que conduzem a sensação de coceira, ativando ainda mais os mastócitos.

Finalmente, os pesquisadores descobriram que, em ratos, arranhar fortalece as respostas imunes a bactérias cutâneas. Também reduziu a diversidade local do microbioma da pele dos ratos. E quando os animais receberam um Staphylococcus aureus Infecção, arranhão aumentou a resposta imune. Ao mapear os componentes da resposta de arranhões a uma coceira, a pesquisa sugere alvos para mitigar os efeitos nocivos de Scratching.

Ciência 387Eadn9390 (2025)

Imunidade da pele autônoma

A pele é o lar de uma variedade abundante e diversificada de microorganismos. O sistema imunológico controla rotineiramente essa microbiota para impedir que ele interrompa a função da pele ou causando infecções sistêmicas. Pensou-se há muito tempo que isso foi alcançado através da ação articular das células B de produção de anticorpos circulantes, células T que reconhecem os microorganismos diretamente e células apresentadoras de antígenos que patrulham a pele. Pensa -se que todas essas células se movessem para os linfonodos, onde interagem e regulam as funções imunológicas um do outro.

Mas uma equipe liderada pelo imunologista INTA GRIBONIKA nos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA em Bethesda, Maryland, descobriu que, quando a pele de um mouse é colonizada por bactérias que não encontrou anteriormente, uma resposta imune autônoma é montada na própria pele. Apresentando Staphylococcus epidermidis Bactérias para a pele de camundongos livres de patógenos, Gribonika e seus colegas descobriram uma imunidade local mediada por anticorpos, indicando que certas células B são os principais atores.

A equipe mostrou em seguida que essas células B foram ativadas por uma população de células T locais, que se transformaram de um fenótipo imunossupressor em uma imunidade pró-imunidade. As células especializadas que apresentam antígenos chamadas células de Langerhans, que residem na pele, foram cruciais para induzir essa resposta imune. O estudo constatou que as células B, células T e células de Langerhans estavam todas interagindo na pele – e não, como se esperava, em linfonodos. Os órgãos linfóides ‘terciários’, que anteriormente se pensavam se formarem apenas sob condições inflamatórias, montadas em torno de folículos capilares expostos a bactérias, para coordenar as respostas imunes locais.

Os pesquisadores mostraram que o bloqueio da resposta imune local da pele levou a um crescimento desmarcado de populações cutâneas de S. epidermidise que essa resposta baseada na pele protege contra infecções sistêmicas. Ratos que exibiram essa resposta depois que a pele foi colonizada por S. epidermidis foram resistentes a infecções quando essa bactéria foi posteriormente injetada na corrente sanguínea ou nas camadas da pele mais profundas. Ao mostrar que a própria pele monta a primeira linha de defesa contra bactérias que a colonizam, a pesquisa descobre elementos inesperados do sistema imunológico do corpo.

Natureza 6381043-1053 (2025)

Tecnologia vestível monitora a saúde da pele

Feridas na pele não realizadas – incluindo as resultantes de cirurgia ou lesões traumáticas, além de úlceras diabéticas e feridas por pressão – são um enorme problema médico. Os profissionais médicos normalmente precisam verificar essas feridas regularmente, para garantir que as complicações e infecções sejam tratadas rapidamente.

A tecnologia pode permitir o rastreamento em tempo real da cicatrização de feridas e infecções fora dos cenários clínicos. Uma equipe liderada pelos engenheiros Guillermo Ameer e John Rogers na Northwestern University, em Evanston, Illinois, descreve um pequeno dispositivo vestível que usa medidas de vapor de água, dióxido de carbono e compostos orgânicos voláteis (COV) para monitorar o crescimento da cura e bactérias.

Mais das perspectivas da natureza

O dispositivo sem fio tem o tamanho de um tijolo LEGO e pesa 11 gramas. Pressionar seu rosto côncavo contra a pele cria uma pequena câmara, na qual os sensores rastreiam mudanças nas concentrações de vapor de água, CO₂ e COV enquanto se difundem da superfície do corpo. Os sensores na base do dispositivo medem a temperatura da pele, a condutividade térmica e a impedância elétrica.

Para rastrear a cicatrização de feridas, o dispositivo depende do fato de que as lesões atrapalham a função de barreira da pele, permitindo que mais água escape. A taxa desta liberação diminui à medida que a cura prossegue. Em testes em camundongos saudáveis ​​e um modelo de camundongo do diabetes tipo 2, as leituras de água do dispositivo rastrearam claramente a cicatrização de feridas, que foi considerada mais lenta nos animais diabéticos.

O dispositivo também pode detectar infecção. Em camundongos, as feridas infectadas produziram picos identificáveis ​​em COV, que geralmente são liberados por bactérias. E quando os voluntários humanos permitiram que sua microbiota da pele se acumule, ao não lavar por três dias, os VOCs subiram quase oito vezes.

Os pesquisadores relatam que o sistema também pode rastrear produtos químicos que entram na pele, o que pode permitir que as exposições às toxinas ambientais sejam monitoradas. O dispositivo pode ser muito volumoso para o monitoramento constante de úlceras ou esconders de pés. Mas este estudo pode marcar um passo crucial na busca do monitoramento contínuo e em casa da cicatrização de feridas.

Natureza 640375-383 (2025)