Cicatrización de la piel de dorada (Sparus aurata L.)

Abstract

Esta Tesis Doctoral se enfoca en el estudio del proceso de cicatrización de la piel de la dorada (Sparus aurata), una especie con gran importancia económica en el Mediterráneo. La investigación se divide en dos partes: la Parte I (Capítulos 1 y 2) se centra en el estudio celular del proceso de cicatrización de heridas cutáneas, estableciendo modelos in vitro para analizar el proceso de re-epitelización y la liberación de trampas extracelulares. Por otro lado, la Parte II (Capítulos 3 y 4) se enfoca en el uso de productos naturales, como inyecciones cutáneas o suplementos dietéticos, con el objetivo de mejorar la cicatrización de heridas en la piel de la dorada in vivo. En el Capítulo 1 se llevaron a cabo estudios microscópicos y genéticos del proceso de cicatrización de heridas en la piel de dorada in vitro. El explante de piel de aleta caudal de dorada presenta características de migración celular colectiva durante la fase inicial de cultivo de 3 días, caracterizada por la preservación de las uniones célula-célula y el movimiento celular dirigido. Los hallazgos presentados en este estudio proporcionan evidencia convincente de un proceso de Transición Epitelial-Mesenquimal (EMT) que ocurre durante un período de cultivo de 7 días de explantes de piel de aleta caudal de dorada, lo que lo convierte en un buen modelo in vitro para estudios de cicatrización de heridas. En el Capítulo 2 se investigó la formación de trampas extracelulares (ETs) por parte de los leucocitos del riñón cefálico de la dorada. Se usaron diferentes estimulantes (β-glucano de Saccharomyces cerevisiae (BG), lipopolisacárido de Escherichia coli (LPS), ionóforo de calcio A23187 (ICa), forbol 12-miristato 13-acetato (PMA) y ácido poli-inosínico:poli-citidilico (Poli I:C)) y se observó la liberación de ETs, los cuales son estructuras fibrosas formadas por ADN, histonas y proteínas antimicrobianas. Todos los estimulantes usados en este estudio han inducido la liberación de trampas extracelulares y actividad mieloperoxidasa por parte de leucocitos de riñón cefálico de dorada, y cada estimulante ha generado una respuesta específica, siendo el más eficiente entre los usados el PMA (500 ng/mL) tras 1 hora de incubación. Además, las trampas extracelulares liberadas por los leucocitos de riñón cefálico de dorada exhibieron actividad mieloperoxidasa asociada. En el Capítulo 3, se evaluaron los efectos de los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) en la respuesta inflamatoria en la piel. Se encontró que el ácido acético era el AGCC más efectivo en la reducción de la inflamación inducida por carragenina, lo que sugiere su potencial uso como agente anti-inflamatorio en la cicatrización de heridas en peces. En el Capítulo 4, se estudió la suplementación dietética con micropartículas de fibroína de seda para mejorar la cicatrización de heridas en la piel de la dorada. Se observó que la dieta enriquecida con SF mejoraba la proporción de cierre de las heridas y promovía la proliferación celular, la fase inflamatoria y la expresión de genes relacionados con la reparación de tejidos. Estos hallazgos sugieren que la fibroína de seda podría tener potencial terapéutico en la mejora de la cicatrización de heridas en peces.

This doctoral thesis focuses on studying the wound healing process in gilthead seabream (Sparus aurata), a species of great economic importance in the Mediterranean. The research is divided into two parts: Part I (Chapters 1 and 2) focuses on the cellular study of cutaneous wound healing, establishing in vitro models to analyze the re-epithelialization process and the release of extracellular traps. On the other hand, Part II (Chapters 3 and 4) focuses on the use of natural products, such as skin injections or dietary supplements, with the aim of improving wound healing in gilthead seabream skin in vivo. Chapter 1 conducted microscopic and genetic studies of the wound healing process in gilthead seabream skin in vitro. The caudal fin skin explant model exhibits features of collective cell migration during the initial 3-day culture phase, characterized by the preservation of cell-cell junctions and directed cellular movement. The findings presented in this study provide compelling evidence of an Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) process occurring during a 7-day culture period of gilthead seabream caudal fin skin explants, making it a good in vitro model for wound healing studies. Chapter 2 investigated the formation of extracellular traps (ETs) by leukocytes from the head kidney of gilthead seabream. Different stimulants (Saccharomyces cerevisiae β-glucan (BG), Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS), calcium ionophore A23187 (CaI), phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), and polyinosinic:polycytidylic acid (Poly I:C)) were used, and the release of ETs was observed, which are fibrous structures formed by DNA, histones, and antimicrobial proteins. All the stimulants used in this study induced the release of extracellular traps and myeloperoxidase activity by gilthead seabream head kidney leukocytes, and each stimulant generated a specific response, with PMA (500 ng/mL) being the most efficient after 1 hour of incubation. In addition, the extracellular traps released by gilthead seabream head kidney leukocytes exhibited associated myeloperoxidase activity. Chapter 3 evaluated the effects of short-chain fatty acids (SCFAs) on the inflammatory response in the skin. It was found that acetic acid was the most effective SCFA in reducing carrageenan-induced inflammation, suggesting its potential use as an anti-inflammatory agent in fish wound healing. Chapter 4 studied dietary supplementation with silk fibroin microparticles to improve wound healing in gilthead seabream skin. It was observed that the diet enriched with silk fibroin improved wound closure proportion and promoted cell proliferation, inflammatory phase, and expression of tissue repair-related genes. These findings suggest that silk fibroin could have therapeutic potential in improving wound healing in fish.