Hallan que las células de la piel producen melanina en un ciclo de 48 horas

Investigadores han descubierto que la piel de los ratones y las células de la piel de los humanos producen pigmentación en respuesta a la luz solar en un ciclo de 48 horas. Observaron que exponer la piel a la luz ultravioleta cada dos días producía una pigmentación más oscura con menos daño por radiación que la exposición diaria, como informan en un artículo sobre su trabajo que se publica en la revista 'Molecular Cell'.

"Se conocen los efectos dañinos de altas dosis de rayos ultravioleta, pero teníamos curiosidad por ver el efecto de la frecuencia de exposición en la piel -dice el autor principal Carmit Levy, genetista molecular de la Universidad de Tel Aviv, en Israel-. Resulta que, si sales a la playa todos los días, podrías estar interfiriendo con la programación natural y la sincronización de los sistemas de protección de la piel".

La piel responde a la luz ultravioleta, la luz de alta energía que constituye una parte de los rayos solares, de dos maneras: primero, inflamando y provocando una respuesta inmune, reparando la rotura del ADN inducida por la radiación y multiplicando sus células para proteger capas subyacentes más delicadas. Y segundo, al producir melanina, un pigmento entre marrón y negro en la piel, los ojos y el cabello, que broncea la piel y actúa como protector solar natural para la próxima exposición. Las respuestas del estrés a la luz ultravioleta se inician en minutos, mientras que la producción de melanina puede costar horas o días que comience.

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Los investigadores midieron la cantidad de melanina de ratones con un medidor de color

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El equipo de Levy, dirigido por Hagar Malcov-Brog, estudiante de doctorado de la Universidad de Tel Aviv, quería entender cómo se relacionan entre sí los tiempos de los dos programas de protección de la piel. Expusieron a los ratones vivos a la exposición a los rayos ultravioleta cada día, cualquier otro día y cada tres días. Luego, midieron la cantidad de melanina con un medidor de color y contaron el número de roturas de ADN en las células de la piel.

Después, los científicos observaron que un ciclo de exposición de 48 horas daba como resultado la coloración más oscura de las células y minimizaba los efectos del estrés, incluso cuando controlaban la dosis total de exposición. "Los resultados fueron muy sorprendentes -subraya Levy-. Esperábamos la sincronización diaria de los ciclos protectores celulares".

Un factor de transcripción desempeña un papel en los ciclos protectores

Levy y su equipo, entre ellos el autor principal y biólogo de sistemas Shai Shen-Orr y su estudiante de doctorado Avelet Alpert, del Instituto de Tecnología de Israel, observaron que el MITF (factor de transcripción asociado a la microftalmía) parecía desempeñar un papel en la sincronización de ciclos protectores.

Se había demostrado anteriormente que MITF controlaba la producción de melanina y su propagación a las células de la piel circundantes. Ahora, encontraron que, en una exposición ultravioleta, la expresión de MITF fluctúa cada 48 horas. Otra exposición 24 horas después pareció interrumpir este patrón de expresión.

El equipo de Levy realizó un experimento similar en células humanas pigmentadas derivadas de una línea celular cancerosa, pero aprobado como modelo para la producción de pigmento en células no cancerosas. La exposición a los rayos ultravioleta solo puede activar la producción de melanina en presencia de otros tipos de células de la piel, por lo que tuvieron que imitar el efecto de la radiación ultravioleta sobre las células cultivadas.

Por lo tanto, estimularon directamente la actividad MITF en las células cultivadas usando un regulador corriente abajo. Los investigadores encontraron que un ciclo de estimulación de 48 horas producía la mayor parte de la pigmentación en las células humanas al tiempo que minimizaba la proliferación inducida por el estrés.

El equipo de Levy especula que el ciclo de 48 horas surgió en humanos antiguos cuando perdimos nuestro pelaje protector, que muchos creen que ocurrió cuando descendimos de los árboles y comenzamos a caminar con dos pies. Otros han planteado la teoría de que perdimos nuestro pelaje como respuesta al calor de la sabana, con fines higiénicos o por selección sexual.

Un ciclo surgido en humanos antiguos al perder el pelaje protector 

El equipo de Levy especula que el ciclo de 48 horas surgió cuando los humanos perdimos nuestro pelaje protector, que muchos creen que ocurrió con el bipedismo. Otros han planteado la teoría de que lo perdimos como respuesta al calor de la sabana, con fines higiénicos o por selección sexual.

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El equipo de Levy especula que el ciclo de 48 horas surgió cuando los humanos perdimos el pelaje protector

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"También comenzamos a expresar un receptor importante para la producción de pigmento en nuestra piel, llamado MC1R, en ese momento -explica Levy-. La evolución de la acción coordinada de los programas -la vinculación de rasgos- en respuesta a una presión selectiva común puede otorgar una ventaja adaptativa.

Sin embargo, no estamos seguros de por qué habríamos evolucionado hacia un ciclo de 48 horas cuando los humanos antiguos probablemente estuvimos expuestos al exponerse al sol, permanece estable en la sangre durante las 48 horas posteriores a la exposición. Quizás haya un vínculo".

El equipo cree que comprender la dinámica de los factores de transcripción puede llevar a información crucial para sincronizar correctamente los tratamientos para el cáncer de piel, algunos de los cuales se ha demostrado que son dependientes de la frecuencia. Sus resultados tendrían que ser replicados en ensayos en humanos antes de que se puedan hacer afirmaciones sobre su potencial terapéutico, o incluso simplemente sobre hábitos de bronceado más seguros.