queratina del cabello

Debido a su función como estabilizadores estructurales en las células epiteliales, los filamentos de queratina han generado un gran interés en biología, embriología, patología y dermatología. Esta función citoesquelética fundamental se extiende más allá del nivel celular individual. Típicamente, los filamentos de queratina se integran en desmosomas (véase la figura 1b, d) y hemidesmosomas, contribuyendo no solo a la estabilidad célula a célula, sino también a la unión a la membrana basal y al tejido conectivo dentro de un epitelio particular. ^{[ 4 ]} En los epitelios no estratificados (simples) de los órganos internos que experimentan un estrés mecánico mínimo, solo unos pocos tipos de queratina forman filamentos dispersos en el citoplasma. Sin embargo, un número más sustancial de tipos de queratina participa en la estructura citoesquelética de filamentos intermedios de los epitelios escamosos, que se vuelve más prominente en los epitelios estratificados cornificados, como la epidermis que cubre la superficie externa del cuerpo. Aquí, las queratinas son abundantes y densamente empaquetadas, formando tonofilamentos. ^{[ 4 ]}

Recientemente, se ha prestado atención a las notables capacidades de cicatrización y la excelente biocompatibilidad de la queratina derivada del cabello humano. Si bien las proteínas de queratina recombinantes producidas mediante tecnología de ADN recombinante ofrecen mayor pureza que la queratina extraída, sus propiedades cicatrizantes no se habían dilucidado por completo. Dos queratinas de tricocitos recombinantes —queratina 37 del cabello humano tipo I y queratina 81 del cabello humano tipo II— se expresaron mediante un sistema de expresión bacteriana y, posteriormente, se formaron nanopartículas de queratina recombinante (RKNP) mediante dispersión ultrasónica. ^{[ 5 ]} Se ha demostrado que las RKNP potenciaron significativamente la proliferación y migración celular en condiciones de laboratorio. Además, al aplicarse a heridas dérmicas in vivo, las RKNP facilitaron una mejor cicatrización, lo que condujo a una mayor epitelización, vascularización, deposición de colágeno y remodelación. Es importante destacar que las pruebas de biocompatibilidad in vivo no mostraron signos de toxicidad sistémica. Las RKNP tienen potencial como un enfoque prometedor para mejorar la cicatrización de heridas y sugieren nuevas vías para el desarrollo de biomateriales a base de queratina. ^{[ 5 ]}

Se realizaron estudios de eficacia hemostática in vivo utilizando modelos de ratas con punción hepática y lesión de la arteria femoral. Para ambos modelos,  se aplicaron K37 y K81 (10 mg) para cubrir las áreas de la herida. En el modelo de punción hepática, el tiempo de sangrado disminuyó significativamente con K37 recombinante (aproximadamente 38 s) y K81 (aproximadamente 40 s) en comparación con el vehículo solo (aproximadamente 170 s, p < .01), con una pérdida de sangre total notablemente reducida (p < .01). ^{[ 6 ]} Además, en el modelo de lesión de la arteria femoral, las proteínas de queratina recombinantes redujeron significativamente el tiempo de sangrado en comparación con el grupo control (aproximadamente 50 s frente a 270 s). Cabe destacar que K37 y K81 exhibieron efectos hemostáticos más fuertes que las queratinas extraídas (aproximadamente 80 s) en el tratamiento de la lesión hepática en ratas. Además, las proteínas de queratina recombinantes demostraron una gran capacidad para promover la formación de un coágulo de fibrina en el sitio de la lesión, deteniendo eficazmente la hemorragia. Por consiguiente, las queratinas recombinantes del cabello humano ofrecen potencial para el desarrollo de nuevos productos hemostáticos basados ​​en biomateriales de queratina. ^{[ 6 ]}

La queratina constituye una gran familia multigénica conocida como citoqueratinas. Estas citoqueratinas se expresan diferencialmente en varios tipos epiteliales y se han estudiado ampliamente como marcadores de cáncer de mama. Se clasifican en citoqueratinas ácidas de tipo I y neutras de tipo II. ^{[ 9 ]} La red de filamentos intermedios se forma mediante el emparejamiento necesario de cantidades iguales de queratinas de tipo I y tipo II. Si bien las queratinas del cabello, como KRT81, son típicas en estructuras duras queratinizadas como el cabello y las uñas, se cree que actúan como proteínas estructurales específicas de estos órganos sin expresión en otros lugares, como la glándula mamaria.

KRT81, una queratina capilar de tipo II, es una proteína capilar principal que se expresa en la corteza del cabello. A pesar de estar típicamente asociada con las estructuras capilares, se ha observado la expresión de KRT81 en la línea celular de cáncer de mama humano SKBR3 y en ganglios linfáticos metastásicos de carcinomas de mama, pero no en células epiteliales mamarias normales. Además, se descubrió que la KRT81 expresada era una isoforma truncada en el extremo 5' (ΔHb1), sin que se expresara la proteína completa. ^{[ 9 ]} Sin embargo, la función exacta de esta forma truncada en las células de cáncer de mama sigue sin estar clara.

El análisis Western blot detectó la presencia de la proteína KRT81 completa de 55 kDa en varias líneas celulares de cáncer de mama humano (MCF7, SKBR3, MDA-MB-231), células epiteliales mamarias humanas normales (HMEC) y células no neoplásicas (MCF10A). ^{[ 9 ]}  La reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa confirmó la expresión de la proteína KRT81 completa, incluyendo su región 5', en células mamarias. Los exámenes inmunohistoquímicos e inmunofluorescentes localizaron KRT81 en el citoplasma. Además, en células MDA-MB231 con silenciamiento de KRT81, la zimografía mostró una disminución de la actividad de MMP9, mientras que los ensayos de migración celular y de invasión demostraron una disminución de la migración celular y de la capacidad de invasión. ^{[ 9 ]} Esto presenta la primera evidencia de la expresión completa de KRT81 tanto en células epiteliales mamarias normales como en células de cáncer de mama. Además, los hallazgos sugieren que KRT81 desempeña un papel en la migración e invasión de las células de cáncer de mama.