La piel constituye la interfase de contacto directo entre un organismo y el medio donde habita. Esto le confiere a esta estructura un papel relevante en nuestra vida cotidiana, dado que por un lado condiciona nuestra apariencia externa y por otro lado nos aísla y protege ante constantes agresiones externas, tanto físicas (radiaciones), químicas (substancias nocivas), como incisivas (heridas). Una gran cantidad de componentes biológicos contribuyen al normal desarrollo y mantenimiento de las estructuras cutáneas, y su reparación en caso de disrupción. Entre ellos trataremos aquí de unas proteínas muy peculiares, denominadas Metalotioneínas, que si bien son sintetizadas en muchos órganos del cuerpo humano, presentan un potencial y particularidades especiales en los tejidos epidérmicos.

   La piel es un agregado de tres capas celulares superpuestas denominadas epidermis, dermis y hipodermis, donde se encuentran insertados diversos elementos anexos, como son los folículos pilosos y pelos, y las glándulas sudorípadas y sebáceas. La epidermis es la capa más externa, formada por unos niveles internos de células vivas y unos externos de células muertas, sometidos a recambio continuo. La epidermis está en constante crecimiento producido por una constante génesis de células nuevas en su base, que rápidamente mueren y son empujadas hacia la superficie, para sustituir a las que se pierden por descamación. El nivel inferior o dermis es un tejido vivo, constituido mayoritariamente por haces fibrosos que confieren elasticidad a la piel, y capilares, que aseguran el aporte de nutrientes y la respiración de las capas epidérmicas externas, desprovistas de vasos sanguíneos. La epidermis se halla a su vez constituida por diversos estratos, definidos por los cambios que van produciéndose en las células vivas más profundas y que acabarán con su muerte y exfoliación en un periodo promedio de cinco semanas. La capa más profunda de células germinativas constituye una membrana basal, sobre las cuales se estructura el epitelio escamoso estratificado, formado por unos estratos denominados sucesivamente: basal, espinoso, granuloso, lúcido y córneo.

   Las metalotionenínas son proteínas de pequeño tamaño, que en mamíferos están constituidas por cadenas polipeptídicas de 60-61 aminoácidos. Cerca de la tercera parte de ellos son cisteínas. Son únicas entre todas las proteínas conocidas, las MTs actúan como unos agentes quelantes de átomos metálicos de gran capacidad, a la parque pueden neutralizar numerosos compuestos que presenten radicales libres, de peligroso poder oxidante y reactivo ante otros componentes celulares. La totalidad de animales y plantas analizados hasta el momento reaccionan ante un aporte excesivo de metales pesados activando la síntesis de MTs. Generando unos complejos metal-MT que, depositándose en órganos como el hígado y el riñón, retiran los metales de la circulación sistémica y evitan así sus efectos perjudiciales. Las MT pueden formar estos complejos con una gran variedad de metales, tanto fisiológicos (zinc y cobre), como tóxicos (cadmio, plata, cromo, mercurio, platino) y/o acomodar también átomos de distintos metales en sus complejos. A causa de las características explicadas anteriormente, las MTs se han asociado de manera tradicional a funciones de detoxificación ya sea de metales fisiológicos en exceso, o bien xenobióticos. Las MTs son consideradas proteínas multifunción, existiendo en la actualidad múltiples líneas de investigación de sus funciones y potencial aplicabilidad. En la especie humana, se producen 4 isoformas distintas de MTs, denominadas MT1, MT2, MT3 y MT4.

   En procesos inflamatorios de la epidermis, de distinta etiología, se ha descrito como una constante la expresión incrementada de las isoformas de metalotioneínas MT1-MT2. Esta respuesta forma parte de la reacción de los linfocitos T ante procesos inflamatorios, ya sean producidos por metales u otros agentes, y de hecho no es específica de tejido epitelial. Así pues, el organismo humano desencadena unas reacciones genéricas ante inflamaciones, que incluyen la síntesis de MTs. En los casos de lesión incisiva (herida) de tejidos epidérmicos, se ha comprobado que existe también una sobreexpresión de MTs. Como regla general todos los procesos que cursan con hiperplasia epidérmica, ya sea como respuesta a inflamación o a incisión, se hallan asociados a una clara sobre-expresión de alguna de las isoformas de MT. Finalmente, la sobre-expresión de MTs está también presente en la degeneración neoplásica epidérmica más común, el melanoma. En este caso de proliferación epitelial maligna, se ha detectado que los niveles anormalmente elevados de síntesis de MTs siguen unos patrones diferenciales que se correlacionan con el pronóstico de evolución del tumor, por lo cual las MTs se apuntan también como un importante agente de prognosis para este tipo de cánceres.

La implicación de las MTs en la prevención/reparación del daño producido por la presencia de radicales libres en las células –la situación conocida como estress oxidativo- fue determinada claramente en la epidermis, ya que la cubierta cutánea de un organismo es su tejido más susceptible a recibir este tipo de agresión por su contacto directo con el medio externo. La exposición solar, concretamente a los rayos UV-B, representa una de las fuentes de lesiones cutáneas no incisivas más comunes. La implicación de las MTs en la defensa ante estas lesiones está mediatizada por un lado por la participación en la subsanación al proceso inflamatorio que invariablemente da lugar cualquier quemadura. Pero además se asocia también a los procesos de reparación de daño oxidativo que la absorción de radiación UV conlleva. El potencial fotoprotector de las MT quedó indiscutiblemente demostrado al comprobar que una cepa de ratones de laboratorio incapaces de sintetizar las isoformas MT1-MT2 presenta unos niveles de lesiones cutáneas muy superior a los de una cepa de ratones normales después de ser irradiados artificialmente.

   Las MTs son unas proteínas multifunción, que podrían adoptarse, solas o acompañadas, como agentes activos para la prevención/solución de un amplio abanico de disfunciones cutáneas. Sus propiedades claramente explotables radican en su capacidad de quelación metálica, su poder antioxidante, y su participación en procesos de cicatrización. Se ha investigado sobre distintas estrategias para sintetizar y purificar grandes cantidades de MTs mamífero en la bacteria Escherichia coli, mediante Ingeniería Genética. Estas proteínas, denominadas recombinantes, poseen exactamente las mismas propiedades que si hubieran sido sintetizadas por su organismo de origen. Se demostró que las MT recombinantes pueden constituir una buena estrategia para estrategias de protección medioambientales, como la lucha contra la contaminación de metales pesados. Otra explotación de las MTs recombinantes puede dar lugar a esquemas de aplicación biomédica, farmacéutica y cosmética. Por un lado, y dado que está demostrado que existe un considerable grado de absorción cutánea de metales pesados, que pueden llegar a ser perjudiciales para esta estructura, y llegar a circulación sistémica, se iniciaron ensayos para la posible aplicación tópica de MT recombinante como agente de prevención de la absorción transepidérmica de metales pesados, con resultados totalmente satisfactorios. Una clara apuesta de futuro en el desarrollo de fármacos y principios básicos derivados de la aplicación de la Ingeniería Genética a los más variados propósitos.