Regeneración de las células mamá del folículo piloso

En un estudio en ratones publicado en la revista Naturaleza, Los investigadores encontraron 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 y 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 potencialmente tener como objetivo 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, impulsado en parte por el hecho de que todos tienen una historia que compartir sobre lo que les sucede a la piel y al cabello cuando están estresados. Me di cuenta de esto como un la piel. Biólogo celular, no he podido proporcionar una respuesta satisfactoria sobre si el estrés realmente tiene un impacto y, lo que es más importante, si es así, cuáles son los mecanismos «, dijo. Dijo Ya-Chieh Hsu, Ph. D., Alvin y Esta Star, profesor asociado de células madre y biología regenerativa en Harvard y autor principal del estudio. «La piel ofrece un sistema tratable y accesible para estudiar en profundidad este importante problema, y ​​en este trabajo encontramos que el estrés en realidad retrasa la activación de las células madre y cambia radicalmente la frecuencia con la que las células madre del folículo piloso regeneran el tejido».

El folículo piloso es uno de los pocos tejidos de los mamíferos que pueden experimentar ciclos 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 los mamíferos. El folículo piloso cambia naturalmente del crecimiento al reposo, 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 el cabello crece más cada día. Durante la fase de reposo, las células madre están inactivas y el cabello puede desprenderse más fácilmente. La caída del cabello puede ocurrir si el cabello se cae y las células madre permanecen inactivas sin regenerar tejido nuevo.

Los investigadores estudiaron un modelo de ratón de estrés crónico y encontraron que las células madre del folículo piloso permanecían en una fase de reposo durante mucho tiempo sin regenerar los tejidos. Una importante hormona del estrés producida por las glándulas suprarrenales, la corticosterona, ha sido regulada positivamente por el estrés crónico; la administración de corticosterona a los ratones pudo reproducir el efecto del estrés en las células madre. La hormona equivalente en los seres humanos es el cortisol, que también se regula al alza bajo estrés y a menudo se denomina «hormona del estrés».

«Este hallazgo sugiere que las hormonas del estrés elevadas en realidad tienen un efecto negativo sobre las células madre del folículo piloso», 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; 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 de por vida, incluso cuando eran viejos.

«Por lo tanto, el nivel básico de la hormona del estrés que normalmente circula en el cuerpo también es un regulador importante de la fase de reposo. El estrés esencialmente solo eleva este ‘eje de la glándula suprarrenal-folículo piloso’ preexistente, lo que lo hace aún más difícil para las células madre .. del folículo piloso. Entra en la fase de crecimiento 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 detrás de la conexión.

«Primero preguntamos si la hormona del estrés regulaba directamente las células madre y lo verificamos eliminando 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 , conocida como la papila dérmica ”, dijo Sekyu Choi, Ph.D., el autor principal del estudio.

Se sabe que la papila dérmica es fundamental para la activación de 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 las papilas dérmicas secretaran Gas6, una molécula que los investigadores han demostrado que puede activar las células madre del folículo piloso.

«En condiciones normales y estresantes, agregar Gas6 fue suficiente para activar las células madre del folículo piloso en reposo y promover el crecimiento del cabello», dijo Choi. «En el futuro, la vía Gas6 podría explotarse por su potencial para activar las células madre para promover el crecimiento del cabello. También será muy interesante explorar si otros cambios tisulares relacionados con el estrés están relacionados con el impacto de la hormona del estrés. regulación de Gas6 «.

Estos hallazgos iniciales en ratones deben investigarse 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 equipo 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 del cabello. Los investigadores encontraron que el estrés activa el sistema nervioso simpático y agota las células madre de los melanocitos, lo que lleva a un envejecimiento prematuro del cabello. Ahora, con el nuevo estudio, los dos resultados juntos muestran que aunque el estrés tiene impactos dañinos tanto en las células madre de los folículos pilosos 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 cabello nuevo indirectamente a través del impacto de una hormona del estrés derivada de las suprarrenales en el nicho. Dado que las células madre del folículo piloso no se agotan, es posible reactivar las células madre bajo estrés con mecanismos como la vía Gas6.

Además de la posible aplicación de la vía Gas6 para promover el crecimiento del cabello, los hallazgos 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. Aunque hay factores locales importantes, nuestros resultados sugieren que el interruptor principal para la actividad de las células madre en el folículo piloso está en realidad muy lejos en la glándula. suprarrenal y funciona cambiando el umbral requerido para la activación de las células madre ”, dijo Hsu. “Es posible tener un control sistémico del comportamiento de las células madre ubicadas 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 de el 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 «.