Caracterización biomolecular mediante microespectroscopía FTIR en la fase de remodelación de la cicatrización en un modelo murino de lesión excisional

Vázquez-Zapién, Gustavo Jesús; Mata-Miranda, Mónica Maribel; García-Sánchez, Fernando Josué; Campos-Soto, Sandy Selene; Sánchez-Brito, Miguel; Martínez-Cuazitl, Adriana

La cicatrización de la piel es un proceso complejo y organizado que involucra tres fases:

inflamatoria, proliferativa y de remodelación. Es indispensable el análisis de este proceso biomolecularmente para investigar y proponer nuevas estrategias terapéuticas que mejoren la cicatrización o promuevan la regeneración. El objetivo de este proyecto fue analizar histológica y biomolecularmente mediante microespectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (MFTIR) y su función de mapeo bioquímico, muestras de lesiones excisionales de piel, comparando los cambios morfológicos y espectroscópicos entre piel sana y piel cicatrizada. Se estandarizó un modelo de lesión excisional de piel en ratones hembra de la cepa NIH de 8 semanas de edad (n=16), provocando una herida excisional de 1 cm2. Se analizó piel sana (día 0) y cicatrizada (día 15 post-lesión) morfométrica, histológica y biomolecularmente mediante análisis fotográfico, técnica histológica y MFTIR con su función de mapeo. El análisis morfométrico demostró una reducción del área de la herida en un 87,6 % al día 15 post-lesión. Histológicamente, en la piel cicatrizada se evidenció un adelgazamiento de la epidermis y menor celularidad en la dermis, observándose la formación de tejido de granulación y fibras de colágena desorganizadas. Espectroscópicamente, se apreciaron cambios entre los dos grupos de estudio, principalmente en las bandas de lípidos y en la región de proteínas. El cálculo de las áreas bajo la curva y el mapeo bioquímico mostraron menor concentración de queratina y colágena en la piel cicatrizada, así como desorganización de las fibras de colágena. Se demostró la capacidad de la MFTIR para caracterizar de forma precisa los cambios biomoleculares en la cicatrización, entre ellos la cantidad de queratina, colágena, y el depósito y ordenamiento de las fibras de colágena asociadas a su maduración.

The skin cicatrization is a complex and organized process that involves three phases:

inflammatory, proliferative, and remodeling. It is essential to analyze this process biomolecularly, in order to investigate and propose new therapeutic strategies that improve the healing or promote regeneration. The objective of this project was to analyze histological and biomolecularly through Fourier Transform infrared microspectroscopy (FTIRM) and its biochemical mapping function, samples of an excisional skin wound, comparing the morphological and spectroscopic changes between healthy skin and scarred skin. An excisional skin wound healing model was standardized using female, NIH strain 8-week-old mice (n = 16), provoking an excisional wound of 1 cm2. Healthy skin (day 0) and scarring skin (day 15 post-injury) were morphometrical, histological, and biomolecularly analyzed by digital picture analysis, histological technique, and FTIRM with its mapping function. The morphometric analysis showed a reduction of the wound area of 87.6 % at day 15 after wound. Histologically, in the scarred skin a thinning of the epidermis was evidenced, besides reduced cellularity in the dermis, granulation tissue formation, and disorganized collagen fibers were observed. Spectroscopically, changes between the study groups were appreciated, mainly in the lipid bands and in the protein region. The calculation of the areas under the curve and the biochemical mapping showed a lower concentration of keratin and collagen in the scarred skin, as well as collagen fibers disorganization. The ability of the FTIRM to accurately characterize biomolecular changes in cicatrization process was demonstrated, such as the amount of keratin, collagen, and the deposition and ordering of the collagen fibers associated with their maturation.