Investigadores identifican mecanismo para regenerar células madre del folículo piloso
Debajo del folículo piloso, las células de la papila dérmica (verde) producen la molécula Gas6 que activa las células madre del folículo piloso. Esta vía se ve afectada por el estrés crónico. Crédito: Laboratorio Hsu, Universidad de Harvard
Investigadores de la Universidad de Harvard han identificado el mecanismo biológico de cómo el estrés crónico afecta las células madre del folículo piloso, lo que confirma las observaciones de larga data de que el estrés podría conducir a la pérdida del cabello.
En un estudio con ratones publicado en la revista Nature, los investigadores descubrieron que una importante hormona del estrés hace que las células madre del folículo piloso permanezcan en una fase de reposo prolongada, sin regenerar el folículo piloso ni el cabello. Los investigadores identificaron el tipo de célula y la molécula específicos responsables de transmitir la señal de estrés a las células madre y demostraron que esta vía puede ser un objetivo potencial para restaurar el crecimiento del cabello.
«Mi laboratorio está interesado en comprender cómo el estrés afecta la biología de las células madre y la biología de los tejidos, estimulado en parte por el hecho de que todos tienen una historia para compartir sobre lo que le sucede a su piel y cabello cuando están estresados. Me di cuenta de que, como biólogo de células madre de la piel, no podía proporcionar una respuesta satisfactoria respuesta con respecto a si el estrés realmente tiene un impacto y, lo que es más importante, si es así, cuáles son los mecanismos», dijo Ya-Chieh Hsu, Ph.D., profesor asociado de Células Madre y Biología Regenerativa de Alvin y Esta Star en Harvard y autor principal de el estudio. «La piel ofrece un sistema manejable y accesible para estudiar este importante problema en profundidad y, en este trabajo, descubrimos que el estrés en realidad retrasa la activación de las células madre y cambia fundamentalmente la frecuencia con la que las células madre del folículo piloso regeneran los tejidos».
El folículo piloso es uno de los pocos tejidos de mamíferos que puede someterse a rondas de regeneración a lo largo de la vida y se ha convertido en un paradigma que informa gran parte de nuestra comprensión fundamental de la biología de las células madre de mamíferos. El folículo piloso cambia de forma natural entre el crecimiento y el descanso, un proceso impulsado por las células madre del folículo piloso. Durante la fase de crecimiento, las células madre del folículo piloso se activan para regenerar el folículo piloso y el cabello, y los cabellos crecen más cada día. Durante la fase de reposo, las células madre están inactivas y los pelos se pueden caer más fácilmente. La caída del cabello puede ocurrir si los cabellos se caen y las células madre permanecen inactivas sin regenerar tejido nuevo.
Los investigadores estudiaron un modelo de ratón con estrés crónico y descubrieron que las células madre del folículo piloso permanecieron en una fase de reposo durante mucho tiempo. mucho tiempo sin regenerar tejidos. Una de las principales hormonas del estrés producida por las glándulas suprarrenales, la corticosterona, fue regulada por el estrés crónico; proporcionar corticosterona a los ratones fue capaz de reproducir el efecto del estrés en las células madre. La hormona equivalente en los seres humanos es el cortisol, que también se regula bajo estrés y a menudo se la denomina «hormona del estrés».
«Este resultado sugiere que las hormonas del estrés elevadas tienen un efecto negativo en el tallo del folículo piloso». células», dijo Hsu. «Pero la verdadera sorpresa llegó cuando eliminamos la fuente de las hormonas del estrés».
En condiciones normales, la regeneración del folículo piloso se ralentiza con el tiempo y la fase de reposo se alarga a medida que los animales envejecen. Pero cuando los investigadores eliminaron las hormonas del estrés, la fase de reposo de las células madre se volvió extremadamente corta y los ratones entraron constantemente en la fase de crecimiento para regenerar los folículos pilosos a lo largo de su vida, incluso cuando eran viejos.
«Así que incluso el nivel de referencia de la hormona del estrés que normalmente circula en el cuerpo es un regulador importante de la fase de descanso. El estrés esencialmente solo eleva este «eje folículo piloso de la glándula suprarrenal» preexistente, lo que dificulta aún más que las células madre del folículo piloso ingresen al crecimiento fase para regenerar nuevos folículos pilosos», dijo Hsu.
Después de establecer el vínculo entre la hormona del estrés y la actividad de las células madre del folículo piloso, los investigadores buscaron el mecanismo biológico subyacente a la conexión.
«Primero preguntamos si la hormona del estrés estaba regulando las células madre directamente y verificamos extrayendo el receptor de corticosterona, pero resultó ser incorrecto. En cambio, descubrimos que la hormona del estrés en realidad actúa sobre un grupo de células dérmicas debajo del folículo piloso, conocido como papila dérmica», dijo Sekyu Choi, Ph.D., autor principal del estudio.
Se sabe que la papila dérmica es fundamental para activando las células madre del folículo piloso, pero ninguno de los factores previamente identificados secretados por la papila dérmica cambió cuando se alteraron los niveles de la hormona del estrés. Más bien, la hormona del estrés impidió que las células de la papila dérmica secretaran Gas6, una molécula que los investigadores demostraron que puede activar las células madre del folículo piloso.
«En condiciones normales y de estrés, agregar Gas6 fue suficiente para activar el folículo piloso». células madre que estaban en la fase de reposo y para promover el crecimiento del cabello», dijo Choi. «En el futuro, la vía de Gas6 podría explotarse por su potencial en la activación de células madre para promover el crecimiento del cabello. También será muy interesante explorar si otros cambios en los tejidos relacionados con el estrés están relacionados con el impacto de la hormona del estrés en la regulación de Gas6».
Estos hallazgos iniciales en ratones deben estudiarse más a fondo antes de que puedan aplicarse de manera segura a los humanos. La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha protegido la propiedad intelectual relacionada con este trabajo y está explorando oportunidades de colaboración para su posterior desarrollo y eventual comercialización.
El año pasado, el grupo de Hsu descubrió cómo el estrés afecta a otro tipo de células madre ubicadas en el folículo piloso, las células madre de melanocitos que regeneran el pigmento capilar. Los investigadores descubrieron que el estrés activa el sistema nervioso simpático y agota las células madre de los melanocitos, lo que provoca el envejecimiento prematuro del cabello. Ahora, con el nuevo estudio, los dos hallazgos juntos demuestran que aunque el estrés tiene un impacto perjudicial tanto en las células madre del folículo piloso como en las células madre de los melanocitos, los mecanismos son diferentes. El estrés agota las células madre de los melanocitos directamente a través de señales derivadas de los nervios, mientras que el estrés evita que las células madre del folículo piloso produzcan nuevos cabellos indirectamente a través del impacto de una hormona del estrés derivada de las glándulas suprarrenales en el nicho. Debido a que las células madre del folículo piloso no se agotan, podría ser posible reactivar las células madre bajo estrés con mecanismos como la vía Gas6.
Más allá de la aplicación potencial de la vía Gas6 para promover el crecimiento del cabello, los resultados del estudio también tienen implicaciones más amplias para la biología de las células madre.
«Cuando buscamos factores que controlan el comportamiento de las células madre, normalmente buscaríamos localmente en la piel. Si bien hay factores locales importantes, nuestros hallazgos sugieren que el cambio principal porque la actividad de las células madre del folículo piloso en realidad está muy lejos en la glándula suprarrenal y funciona cambiando el umbral requerido para la activación de las células madre», dijo Hsu. «Se puede tener un control sistémico del comportamiento de las células madre ubicado en un órgano diferente que juega un papel muy importante, y estamos aprendiendo cada vez más ejemplos de estas ‘interacciones entre órganos’. La biología de los tejidos está interconectada con la fisiología del cuerpo. Todavía tenemos mucho que aprender en esta área, pero nuestros hallazgos nos recuerdan constantemente que para comprender las células madre en la piel, a menudo necesitamos pensar más allá de la piel».
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Una receta para regenerar el cabello mediante bioingeniería Más información: La corticosterona inhibe el GAS6 para regular la inactividad de las células madre del folículo piloso, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03417-2 , www.nature.com/articles/s41586-021-03417-2 Información de la revista: Nature
Proporcionado por la Universidad de Harvard Cita : Los investigadores identifican un mecanismo para regenerar las células madre del folículo piloso (31 de marzo de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-03-mechanism-regenerating-hair-follicle-stem.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.