lAl igual que el envejecimiento humano, la maduración de las células madre se considera un proceso unidireccional; Una vez que una célula madre indiferenciada recorre el camino para convertirse en un tipo específico de célula, no hay vuelta atrás. Pero ese no parece ser el caso de las células madre de melanocitos (McSC), que dan origen a células que producen pigmentos del cabello y la piel.
En un estudio reciente, investigadores de la Universidad de Nueva York (NYU) investigaron las McSC en los folículos pilosos y descubrieron que, dependiendo de las señales del microambiente, las McSC pueden fluctuar entre estados diferenciados y no diferenciados. Los investigadores también descubrieron que a medida que el folículo piloso envejece, una mayor cantidad de células madre de melanocitos quedan atrapadas en un estado indiferenciado, perdiendo su capacidad de madurar y producir melanina.1 Publicado en Naturalezaestos resultados no sólo desafían la visión tradicional sobre cómo se diferencian las células madre, sino que también ofrecen pistas sobre por qué el cabello se vuelve gris con el envejecimiento.
“Cuando comenzamos el estudio, pensamos que las células madre de melanocitos podrían seguir el modelo clásico de células madre”, dijo Qi Sol, investigador postdoctoral de la Universidad de Nueva York y coautor de la investigación. Según este modelo, algunas de las células madre permanecen indiferenciadas para reponer el conjunto de células madre, mientras que otras se diferencian en progenitores que eventualmente se transforman en células maduras que producen melanina.
Sun y sus colegas, liderados por Mayumi Ito, biólogo de células madre de la Universidad de Nueva York, quería probar si las McSC se comportan como otras poblaciones de células madre. El equipo utilizó ratones genéticamente modificados con McSC que expresa un indicador de fluorescencia y revisó los mismos folículos pilosos a lo largo del tiempo para rastrear la ubicación de estas células. El equipo evaluó la morfología celular y la expresión de marcadores de diferenciación (genes de pigmentación) como indicadores de los estados de madurez celular a medida que los folículos pilosos completaban sus ciclos de crecimiento y muda.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las McSC no residían en un área llamada bulto como se pensaba anteriormente, sino que estaban ubicadas en un compartimento conocido como germen del cabello. Cuando el cabello comenzó a crecer, las McSC pasaron a un estado de diferenciación intermedio desde el cual se transformaron en melanocitos completamente maduros en la base del cabello en crecimiento o ascendieron hasta el bulto del cabello, donde permanecieron como células indiferenciadas. Luego, estas células madre regresaron al germen del cabello cuando el cabello entró en la fase de reposo de su ciclo de crecimiento.
Una vez que se dieron cuenta de que la maduración de estas células dependía de su ubicación, el equipo investigó qué señales dentro de esos compartimentos impulsaban estos cambios. El equipo de Ito había informado previamente que la señalización Wnt es esencial para diferenciación McSC.2 En el nuevo estudio, el equipo descubrió que las células epiteliales cercanas en el germen del cabello liberaban ligandos Wnt que maduraban las McSC, pero estas señales se suprimieron en el bulto donde las células recuperaron sus características indiferenciadas.
Los melanocitos dan color al cabello y la pigmentación del cabello se reduce con el envejecimiento. Entonces, los investigadores se preguntaron qué pasaría con la movilidad de McSC en un folículo piloso envejecido. Para acelerar el envejecimiento de los folículos pilosos, el equipo arrancó pelo de ratón para inducir la regeneración de los folículos y observó las McSC a lo largo del tiempo. “En ratones viejos, encontramos más células madre en el área del bulto en lugar de regresar al germen del cabello”, dijo Sun.
Estos hallazgos sugirieron que a medida que el folículo piloso envejece, las McSC se quedan atrapadas en una región donde hay menos señales inductoras de pigmento. Este mecanismo podría explicar por qué el cabello se vuelve gris mucho más rápido de lo que se cae, dijo Rui Yibiólogo de células madre de la Universidad Northwestern, que no participó en la investigación.
Aunque los científicos sabían que las células podían oscilar entre sus estados de madurez cuando había lesiones en los tejidos, los resultados del estudio son interesantes ya que revelan que la desdiferenciación también puede ocurrir bajo una condición fisiológica, dijo George Cotsarelisdermatólogo de la Universidad de Pensilvania que tampoco participó en el estudio.
Dado que los investigadores realizaron todos los experimentos en ratones, quedan dudas sobre si los mismos eventos también se observan en humanos, dijo Yi. “Es necesario realizar trabajos futuros para demostrar realmente si esta falla, por ejemplo, en la desdiferenciación de las células de melanocitos, es una de las principales causas de la pérdida de células madre de melanocitos o de la pérdida del color del cabello con el tiempo”.
Referencias
- Sun Q, et al. La desdiferenciación mantiene las células madre de melanocitos en un nicho dinámico. Naturaleza. 2023;616(7958):774-782.
- Rabbani P, et al. La activación coordinada de Wnt en células madre epiteliales y de melanocitos inicia la regeneración del cabello pigmentado. Celúla. 2011;145(6):941-955.