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May 26, 2023

La terapia del tatuaje brinda medicina más allá de la piel

Stephanie se unió a Drug Discovery News como editora asistente en 2021. Obtuvo

Stephanie se unió a Drug Discovery News como editora asistente en 2021. Obtuvo su doctorado en la Universidad de California en Los Ángeles en 2019 y ha escrito para Discover Magazine,...

En todos los rincones del mundo durante miles de años, las personas han decorado su piel con pigmentos coloridos y permanentes. A pesar de lo comunes que son los tatuajes, los científicos todavía saben muy poco sobre cómo interactúan con el cuerpo.

"La mayor parte de la investigación sobre la biología de los tatuajes sigue siendo un poco anticuada, 'Dios mío, ¿es canceroso? Dios mío, ¿vas a contraer una infección?'", dijo Christopher Lynn, antropólogo médico de la Universidad. de alabama "La idea de que tatuarse es algo peligroso no está realmente atestiguada por la higiene y el saneamiento modernos".

Los tatuajes ya se utilizan en la clínica para marcar dónde los médicos aplicarán tratamientos de radiación, para corregir la decoloración de la piel, para marcar posibles tumores u otras patologías en la cirugía endoscópica y para aplicar maquillaje permanente (1).

Ahora, los investigadores en campos que van desde la ingeniería química y la dermatología hasta la antropología médica están investigando los tatuajes no solo como una naturaleza terapéutica, sino también como un medio para una mejor administración de medicamentos y como "tatuajes inteligentes" para monitorear y diagnosticar enfermedades. Los tatuajes son más que superficiales.

Cuando dos excursionistas se toparon con un cuerpo congelado en los Alpes italianos en 1991 en un barranco rocoso a unos 3.200 metros sobre el nivel del mar, no tenían idea de que acababan de descubrir el ejemplo más antiguo de un ser humano tatuado hasta la fecha (2). Conocido cariñosamente como Ötzi, o el Hombre de Hielo, la momia de 5.300 años tiene varios tatuajes que decoran su cuerpo. A diferencia de los tatuajes pictóricos populares hoy en día, los tatuajes de Ötzi consisten en líneas y cruces, y la mayoría están en lugares que habrían estado cubiertos por su ropa, como en la base de la columna, los tobillos y alrededor de las rodillas. Debido a esto, los investigadores plantean la hipótesis de que sus tatuajes probablemente eran de naturaleza terapéutica, y el hecho de que casi todos sus tatuajes se alineen con puntos de acupuntura tradicionales para aliviar el dolor respalda esta teoría (3). Otras dos momias prehistóricas de Siberia y Perú también muestran evidencia de tatuajes en puntos comunes de acupuntura.

Se cree que la acupuntura se originó en China en el año 100 a. C. (4). A través del proceso de inserción de agujas finas en la piel, un acupunturista induce un microtraumatismo, que provoca una respuesta inflamatoria localizada para promover la curación.

Múltiples grupos indígenas de todo el mundo tienen tradiciones de tatuajes en los puntos de acupuntura. Lars Krutak, antropólogo del tatuaje en el Museo de Arte Popular Internacional de Nuevo México, ha documentado prácticas de tatuajes medicinales en más de 30 culturas, desde los ainu en Japón, los bereberes en Marruecos hasta los chippewa en los Estados Unidos y Canadá (2 ). Cuando comenzó a trabajar con el pueblo yupiget de la isla de St. Lawrence en Alaska, se dio cuenta de que después de que las personas realizaban importantes matanzas de caza o cuando servían como portadores del féretro, se tatuaban las articulaciones para evitar que los espíritus de los recién fallecidos entraran en sus cuerpos.

"Si fueras poseído por uno de estos poderosos espíritus, me dijeron que sufrirías artritis extrema y dolor severo en esas articulaciones", dijo Krutak. "Cuando comencé a alinear estas ubicaciones primarias de tatuajes, me sorprendió que se alinearan con los puntos de acupuntura clásica para aliviar el reumatismo y la artritis en las articulaciones primarias".

La práctica de tatuarse en los puntos de acupuntura continúa hoy en día en todo el mundo y se ha aventurado en el espacio de la acupuntura profesional. Douglas Wingate, acupunturista de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón y tatuador con licencia, descubrió que "tatuarse esencialmente estimula el punto de acupuntura en mayor medida que la acupuntura estándar". Descubrió que colocar un tatuaje en un punto de acupuntura equivale a diez tratamientos de acupuntura en ese sitio, lo que a menudo es suficiente para resolver el dolor de alguien.

Wingate descubrió que la acupuntura con tatuajes parece funcionar mejor en personas con afecciones de dolor crónico, como tatuarse la oreja para tratar a personas con dolor de hombro o de espalda durante décadas. Los pacientes pueden elegir el tipo de tatuaje que deseen, siempre que encaje sobre el punto de acupuntura específico que se va a tratar. En un caso memorable, un paciente acudió a Wingate buscando alivio para sus dolores de cabeza crónicos. Como era su proceso habitual, Wingate localizó los puntos de acupuntura apropiados y administró el tatuaje.

"[Ella] tuvo el primer período de tiempo en el que no tuvo ningún dolor de cabeza en años", dijo Wingate. Pero lo que la paciente no le dijo a Wingate fue que sus dolores de cabeza se debían a una malformación de Chiari, que es una afección congénita dolorosa que hace que parte del cerebro sobresalga de la parte inferior del cráneo. Se puede tratar con cirugía en casos severos.

"Si ella hubiera venido a mí y me hubiera dicho eso, por lo general mi conversación que tengo que tener con alguien es... la acupuntura y los tatuajes no van a cambiar eso", dijo Wingate. "Me sorprendió mucho cuando tuvo una respuesta tan positiva y pudo pasar sin dolor hasta que pudo someterse a esa cirugía".

Wingate ha tenido mucho éxito con sus combinaciones de tatuajes y tratamientos de acupuntura, pero también está interesado en estudiar este fenómeno de manera más formal. Por ahora, está emocionado de brindarles a las personas un hermoso tatuaje y algo de alivio.

Si bien muchos tatuajes tradicionalmente medicinales se alinean con puntos de acupuntura, no todos lo hacen. Los investigadores han visto que los tatuajes pueden tener beneficios médicos que no tienen nada que ver con el dolor.

Antes del hermoso resultado final, las personas deben pasar por el innegable y doloroso proceso de hacerse un tatuaje. Ante una situación estresante como esta, el cuerpo aumenta la producción de hormonas del estrés y amortigua el sistema inmunológico, preparando la respuesta de lucha o huida. A pesar del dolor y el estrés, una vez que las personas se hacen su primer tatuaje, muchos regresan por más. Sin embargo, la forma en que múltiples tatuajes influyen en el estrés del cuerpo y las respuestas inmunitarias sigue siendo una pregunta abierta.

"Las culturas de todo el mundo ven los tatuajes como una forma de endurecer el cuerpo o hacerlo más fuerte, y pienso en eso de manera muy biológica", dijo Lynn. "Quiero entender cómo sucede esa salud... ¿Cómo puede tu práctica cultural e, irónicamente, esta lesión en tu cuerpo hacerte más saludable?"

Para investigar la conexión entre los tatuajes y el sistema inmunológico, Lynn y su equipo tomaron muestras de saliva de personas con diferentes niveles de experiencia en tatuajes (5). Midieron los niveles de cortisol, un inmunosupresor y los anticuerpos de inmunoglobulina A (IgA) justo antes e inmediatamente después de que las personas se hicieran un tatuaje. Los niveles de cortisol en la sangre alcanzan su punto máximo en respuesta al estrés, lo que desencadena el debilitamiento del sistema inmunológico, indicado por una caída en los niveles de IgA.

Lynn y su equipo informaron que las personas con poca experiencia en tatuajes habían disminuido los niveles de IgA después de sus tatuajes, lo que indica una supresión del sistema inmunológico inducida por el estrés. Sin embargo, para las personas con mucha experiencia en tatuajes, los investigadores observaron un aumento en los niveles de IgA inmediatamente después del tatuaje, lo que indica que no hubo supresión inmunológica en los que se hacían tatuajes con frecuencia.

"Piénselo en términos de ejercicio", dijo Lynn. "A menudo nos esforzamos y esperamos sentir dolor o dolor, y la idea es empujar nuestros cuerpos para que, en última instancia, no nos volvamos a lesionar continuamente, sino que estemos fortaleciendo nuestros músculos... y en el proceso, estamos fortaleciendo nuestro sistema inmunológico".

Desde entonces, Lynn y su equipo han replicado estos resultados en una población de Samoa (6), y tienen datos adicionales de una población aún mayor que esperan análisis. Lynn planea evaluar biomarcadores inmunológicos adicionales y biomarcadores de salud comunes como los niveles de colesterol en el contexto de los tatuajes.

En particular, él y su equipo están estudiando cómo cambian los niveles de estos biomarcadores en una persona que se somete a una experiencia de tatuaje muy dolorosa y prolongada, como el tradicional pe'a de Samoa. Este tatuaje utiliza la técnica de tatuaje de golpeteo manual, que se basa en herramientas manuales para perforar y transferir la tinta a la piel. El golpeteo manual es más doloroso que un tatuaje aplicado con una máquina de tatuaje eléctrica típica, y el pe'a puede tardar entre 20 y 30 horas en completarse. El tatuaje final cubre toda la parte inferior del torso y los muslos.

"Estamos tratando de comprender no solo el interruptor de encendido y apagado, sino también la interacción de los mecanismos dentro de la fisiología", dijo Lynn. Estos grandes tatuajes tradicionales también tienen un significado cultural importante para el usuario. Lynn está interesada en descubrir cómo el significado cultural de un tatuaje influye en la respuesta inmunológica de un individuo.

Si bien puede ser tentador, Lynn no recomienda que las personas salgan y se hagan un tatuaje con el único propósito de estimular su sistema inmunológico. Hacer ejercicio y comer bien logran lo mismo muy bien.

"Una cosa es ir y hacerse un tatuaje porque es genial y tendrás una respuesta inmunológica. Otra cosa es hacerse un tatuaje que diga: 'Estoy al servicio de mi comunidad y llevo puesto algo que mis antepasados han usado durante al menos 1000 años. Y es extraordinariamente visible y muy doloroso'", dijo Lynn. "Hay un beneficio psicológico adicional en eso, y eso es lo que estoy tratando de reconstruir ahora".

La capa dérmica de la piel, la dermis, reside justo debajo de la capa epidérmica externa y contiene vasos sanguíneos y linfáticos junto con folículos pilosos y glándulas sudoríparas. Cuando un artista del tatuaje pincha la piel con agujas cargadas de tinta, las células de la dermis entran en acción.

Una vez que la tinta del tatuaje entra en la piel, los macrófagos engullen las partículas de pigmento insolubles como si fueran microbios invasores (7). Cuando los macrófagos que contienen pigmento finalmente mueren, liberan las partículas de pigmento de nuevo en la dermis y otros macrófagos las engullen. Los científicos piensan que este proceso de "captura-liberación-recaptura" es lo que conduce a la permanencia de los tatuajes. Pero a veces las partículas de pigmento pueden evadir la captura y filtrarse al sistema linfático (8).

"Si tienes una bonita ballena azul en el hombro o en el brazo, es muy probable que los ganglios linfáticos de la axila también sean azules", dijo Ines Schreiver, toxicóloga de tatuajes del Instituto Federal Alemán de Evaluación de Riesgos (BfR).

Pero los macrófagos no son las únicas células inmunitarias de la piel (9). Los queratinocitos, a menudo llamados centinelas de la piel, inducen una respuesta inflamatoria cuando la piel se corta o lesiona. Los macrófagos especializados llamados células de Langerhans interactúan con el sistema linfático y promueven una respuesta inmune en la piel. La capa dérmica también contiene muchas células presentadoras de antígenos, como células dendríticas y células T, que están listas para responder a una amenaza infecciosa.

La interacción de los pigmentos del tatuaje y estas células inmunitarias normalmente es benigna, pero a veces las células inmunitarias de la piel reaccionan de forma exagerada y producen una reacción alérgica. Schreiver y su equipo investigan cómo las diferentes partículas de pigmento en las tintas de los tatuajes interactúan con el sistema inmunológico para determinar qué tienen ciertos pigmentos que causan estas reacciones.

Usando biopsias de piel de personas que tenían reacciones alérgicas a la tinta del tatuaje, Schreiver y sus colegas notaron que los pigmentos rojos y rosados ​​brillantes hechos de compuestos azoicos orgánicos, que son pigmentos que se usan a menudo en la industria textil y de impresión, parecen causar la mayoría de las reacciones alérgicas ( 10).

Investigaciones anteriores que utilizaron pruebas de parches señalaron que los pigmentos rojos podrían no causar estas reacciones alérgicas por sí mismos, pero en la piel, pueden descomponerse en metabolitos más pequeños o productos de degradación que podrían desencadenar una respuesta inmunitaria. La luz ultravioleta, por ejemplo, puede dividir fácilmente los pigmentos azoicos en moléculas más pequeñas.

"Ya hay algunos indicios, pero todavía no hay pruebas, de que tal vez los tatuajes que están más expuestos al sol son los que reaccionan cuando están rojos", dijo Schreiver. Para comprender mejor la interacción entre las células inmunitarias y los pigmentos del tatuaje, Schreiver y su equipo están desarrollando un modelo de piel en 3D para tatuar (11).

Schreiver y su equipo utilizaron recientemente su modelo para comprender cómo interactúan los tatuajes con la luz ultravioleta. Un estudio anterior informó que los ratones tatuados con pigmento negro y luego expuestos a la luz ultravioleta desarrollaron cáncer de piel más lentamente que los ratones expuestos a la luz ultravioleta pero no tatuados (12).

Para determinar el mecanismo subyacente a este efecto de protección UV, Schreiver y sus colegas probaron cómo la luz UV afectaba la piel humana que había sido tatuada con pigmentos negros, blancos o naranjas (13). Para su sorpresa, los pigmentos blanco y negro protegieron las células dérmicas del modelo de la radiación ultravioleta.

"Si lo piensas, en realidad suena lógico porque todo lo que está debajo de esta capa negra y también con otros pigmentos que son muy buenos para absorber o dispersar la luz, protegieron las células subyacentes", dijo Schreiver.

Ella y su equipo ahora están agregando componentes adicionales a sus modelos de piel en 3D, como macrófagos, para acercarse lo más posible a la piel humana y comprender mejor cómo interactúan los pigmentos del tatuaje con la piel humana.

Si bien algunos pigmentos de tatuajes provocan una reacción alérgica, los investigadores se preguntaron si podrían inclinar la balanza inmunitaria en la dirección opuesta y usar los tatuajes como un modo de vacunación. Con la composición única de células inmunitarias de la piel, es un lugar excelente para montar una respuesta inmunitaria multifacética de anticuerpos y células inmunitarias (14). Aprovechando esto, los investigadores han desarrollado múltiples métodos para atacar las células inmunitarias de la piel, incluida una pistola genética (que dispara partículas de oro recubiertas de ADN y se desarrolló originalmente para modificar plantas genéticamente), microagujas, un inyector de chorro (un chorro de alta presión de líquido que contiene componentes de vacuna), y una máquina de tatuar (15).

Los investigadores han investigado principalmente el potencial de la vacunación basada en tatuajes en el contexto de las vacunas de ADN porque las vacunas de ADN administradas a través de la piel generalmente inducen una respuesta inmunitaria más fuerte que las vacunas inyectadas en el músculo. Si bien hay múltiples vacunas de ADN en ensayos clínicos para el VIH, el virus del papiloma humano (VPH), la fiebre Zika y el cáncer, la única vacuna de ADN aprobada para uso humano hasta el momento es la vacuna de ADN ZyCoV-D de la India contra el SARS-CoV-2.

En un estudio que comparó la vacunación intramuscular con la vacunación basada en tatuajes, los investigadores encontraron que la estrategia de entrega de tatuajes condujo a una respuesta más rápida de las células T al VPH y a la protección contra un desafío del virus de la influenza (16). Más células T encontraron el antígeno de la vacuna a través del tatuaje que cuando se administró la misma vacuna mediante una inyección estándar en el músculo.

"La gente estudia la entrega de tatuajes como una forma de entregar más ADN en áreas más grandes", dijo David Weiner, experto en vacunas de ADN en el Instituto Wistar. La entrega de tatuajes "puede cubrir áreas más grandes de la piel, por lo que puede entregar mucho más producto".

Samir Arbache, dermatólogo de la Universidad Federal de São Paulo, utiliza máquinas de tatuaje para tratar una variedad de afecciones dermatológicas, como la alopecia y la hipomelanosis guttata idiopática, una enfermedad que provoca la pérdida de pigmentación en manchas de la piel (17). Arbache fundó la empresa Traderm, que comercializa suministros médicos para tatuajes y, hasta el momento, ha capacitado a más de 2000 médicos sobre cómo usar las máquinas de tatuar para administrar medicamentos y vacunar.

“El futuro es la vacunación”, dijo Arbache. La administración de vacunas por tatuaje "se está volviendo muy popular [en Brasil]. Varios médicos comenzaron los ensayos clínicos, y necesitamos pasar algún tiempo [con] los grupos reguladores", añadió.

Después de que Carson Bruns, ingeniero químico de la Universidad de Colorado Boulder, se hiciera su primer tatuaje a los 19 años, rápidamente se convirtió en un fanático del arte corporal. Pero no se casó con la ingeniería y los tatuajes hasta que comenzó a investigar como químico construyendo máquinas moleculares que cambian de color.

"Se me ocurrió la idea de que tal vez algunos de los compuestos que cambian de color con los que estaba acostumbrado a trabajar podrían cambiarse por los colorantes que se usan en los pigmentos normales para tatuajes", dijo Bruns. "Cuando comencé a trabajar en él y comencé mi laboratorio, rápidamente nos dimos cuenta de que probablemente también había muchas aplicaciones biomédicas de esta idea".

Bruns y su equipo comenzaron diseñando lo que llamaron "pecas solares", que son pequeños puntos tatuados que contienen un pigmento que cambia de color en respuesta a la luz ultravioleta (18). Estos puntos podrían decirle al usuario cuándo es el momento de aplicar más protector solar. Los tatuajes de pecas solares funcionaron bien cuando los investigadores los probaron en piel de cerdo muerta, pero querían ver si funcionarían en humanos. Bruns se ofreció como voluntario.

"Fue realmente emocionante. Estaba muy emocionado cuando lo probé por primera vez en mi piel y vi que el tatuaje cambiaba de color", dijo Bruns.

Bruns ahora ha ampliado la idea de las pecas solares para diseñar otro sensor, en este caso para medir la exposición a la radiación de alta energía (19). Estos sensores serían útiles para las personas que probablemente estén expuestas a la radiación, como los astronautas en el espacio exterior, los marineros de los submarinos nucleares y las personas que se someten a un tratamiento de radiación para el cáncer.

"En lo que más hemos estado trabajando es en un tatuaje con protección UV", dijo Bruns. "Lo que estamos haciendo ahora es desarrollar una tinta para tatuajes completamente invisible. Por lo tanto, no cambiará el color de tu piel, pero te harías este tatuaje donde tu piel esté expuesta con frecuencia a la luz solar".

Debido a que la mayoría de los cánceres de piel ocurren en la cara y las manos, Bruns sugiere que las personas podrían tatuarse en esas áreas y que el tatuaje actuaría como un protector solar permanente. Pero es probable que la gente se muestre reacia a tatuarse toda la cara.

"Consideramos que la principal barrera para que las personas adopten esta tecnología si está disponible. No es muy divertido ni fácil tatuarse toda la cara, por lo que también estamos trabajando en nuevos métodos de tatuaje que son mucho más rápidos y menos dolorosos". Queremos hacer que los tatuajes sean más eficientes para que tratamientos como ese no parezcan tan aterradores”, dijo Bruns.

Mientras que Bruns utiliza los tatuajes como interfaces entre el cuerpo y el medio ambiente, Ali Yetisen, ingeniero químico del Imperial College London, diseña tatuajes que detectan el funcionamiento interno del cuerpo humano. Yetisen y su equipo utilizaron reacciones de cambio de color existentes y las modificaron para producir tintas para tatuajes que cambian de color en respuesta a cambios en el líquido intersticial, el líquido que transfiere nutrientes y productos de desecho entre los capilares y las células.

"Desarrollamos sensores basados ​​en electrolitos. Entonces, estos se basan en sodio, potasio, calcio, magnesio y zinc", dijo Yetisen. Al monitorear estos biomarcadores, los sensores del tatuaje podrían informar a las personas sobre su función hepática y renal o si tienen un desequilibrio de hidratación (20). "Por ejemplo, si hace ejercicio, sus niveles de electrolitos en la sangre pueden cambiar", añadió.

Todavía hay obstáculos importantes. Uno es descubrir cómo invertir el sensor para que, una vez que reaccione a un estímulo en el cuerpo, pueda reiniciarse y estar listo para reaccionar nuevamente. Un segundo es cómo implantar los sensores para hacerlos lo más biocompatibles posible. Si bien toda su investigación sobre sensores de tatuajes se ha llevado a cabo en animales, Yetisen y su equipo planean comenzar las pruebas en humanos a finales de este año.

Al igual que Bruns, Yetisen sabe que la aceptación de los usuarios será un gran impedimento para la viabilidad de sus sensores de tatuaje.

"Tal vez [para] afecciones crónicas como la diabetes, puede ser útil, pero si alguien lo usara durante un par de semanas, tal vez no sea el mejor enfoque", dijo. Dado que estos tatuajes cumplirían una función médica más que artística, Yetisen espera que las personas en culturas que pueden tener un estigma contra los tatuajes tengan una perspectiva diferente sobre estos tatuajes basados ​​​​en sensores.

Tanto Bruns como Yetisen ven los sensores basados ​​en tatuajes como un punto medio importante entre los sensores portátiles y la cirugía. Si bien la cirugía a menudo soluciona un problema de forma permanente, es invasiva. Los dispositivos portátiles son convenientes y se pueden poner y quitar, pero pueden causar molestias, como afecciones de la piel como la dermatitis atópica. Y los dispositivos que se colocan en la piel pero están abiertos al ambiente exterior tienen un riesgo de infección.

"Lo que me emociona es pensar en qué tipos de tecnologías podemos implantar en el cuerpo tatuándonos para evitar una intervención más invasiva como la cirugía", dijo Bruns.

Yetisen se hizo eco de este mismo sentimiento. Ve extensiones de sensores tatuados de los sentidos humanos.

"Nuestros cuerpos han estado evolucionando durante siglos y para [llegar] al siguiente nivel, será la integración de nuevos tipos de materiales, incluidas las tecnologías electrónicas dentro de la piel para crear nuevos sentidos que pueden trascender la capacidad de un humano convencional", dijo.

Desde los delicados tatuajes de líneas de Ötzi hasta los sensores tatuados de próxima generación, los tatuajes han sido parte de la existencia humana desde el principio y probablemente estarán con nosotros en el futuro, mejorando la salud humana y contando una historia en colores vibrantes.

Stephanie se unió a Drug Discovery News como editora asistente en 2021. Obtuvo su doctorado en la Universidad de California en Los Ángeles en 2019 y ha escrito para Discover Magazine,...

octubre 2022