Mecanismo innovador que previene la caída del cabello
Un equipo de investigadores de Colonia y Helsinki ha descubierto un mecanismo que previene la pérdida de cabello: las células madre del folículo piloso, esenciales para que el cabello vuelva a crecer, pueden prolongar su vida cambiando su estado metabólico en respuesta a la baja concentración de oxígeno en el tejido.
Sección transversal de una biopsia de piel que muestra los folículos pilosos extendiéndose hacia abajo desde la superficie cutánea. El bajo nivel de oxígeno alrededor de las células madre de los folículos pilosos activa la señalización de Rictor (fosforilado por AKT; en magenta) localmente en este lugar. Los núcleos celulares están marcados en azul. / Sara Wickström
El equipo estuvo dirigido por la Profesora Asociada Sara Wickström (Universidad de Helsinki e Instituto Max Planck para la Biología del Envejecimiento) y la dermatóloga Profesora Sabine Eming (Universidad de Colonia). El trabajo ha sido publicado en la revista Cell Metabolism.
Todos los días, tejidos como la piel y sus folículos pilosos están expuestos a daños ambientales como la radiación ultravioleta. El material dañado es continuamente retirado y renovado. En promedio, 500 millones de células y 100 pelos se desprenden cada día, lo que equivale a 1,5 gramos de material. El material muerto es reemplazado por células madre, que son especializadas, altamente proliferativas y de larga vida. La función del tejido depende de la actividad y la salud de estas células madre; una función comprometida o un número reducido conduce al envejecimiento.
“Aunque el papel crítico de las células madre en el envejecimiento está bien establecido, se sabe poco sobre los mecanismos que regulan el mantenimiento a largo plazo de estas importantes células. El folículo piloso, con sus funciones bien entendidas y sus células madre claramente identificables, era un sistema modelo perfecto para estudiar esta importante cuestión”, dijo Sara Wickström.
Para entender qué hacía que las células madre fueran funcionalmente distintas de sus células hijas diferenciadas, el equipo investigó los perfiles transcripcionales y metabólicos de las dos poblaciones de células. “Curiosamente, estos estudios mostraron que las células madre y las células hijas tienen características metabólicas distintas”, dijo la Dra. Christine Kim, científica co-directora del estudio. “Nuestros análisis predijeron además que Rictor, un importante pero relativamente mal entendido componente molecular del regulador metabólico maestro mTOR, estaría involucrado. La transducción de la señal mTOR regula procesos como el crecimiento, la energía y el consumo de oxígeno de las células.
En análisis más detallados, el equipo demostró que el agotamiento de las células madre se debía a la pérdida de flexibilidad metabólica. Al final de cada ciclo regenerativo, durante el cual se crea un nuevo cabello, las células madre volverán a su ubicación específica y reanudarán un estado de reposo. El Dr. Xiaolei Ding, el otro científico co-líder, explicó: “El hallazgo clave de este estudio es que esta llamada “reversibilidad del destino” requiere un cambio desde el metabolismo de la glutamina y la respiración celular a la glicólisis. Las células madre residen en un ambiente con baja disponibilidad de oxígeno y por lo tanto utilizan la glucosa en lugar de la glutamina como fuente de carbono para la síntesis de energía y proteínas. Este cambio se desencadena por la baja concentración de oxígeno y la señalización de Rictor. La eliminación de Rictor perjudicó la capacidad de esta inversión del destino de las células madre, desencadenando un agotamiento lento y dependiente de la edad de las células madre y una pérdida de cabello inducida por la edad”. Ding y Eming habían generado recientemente un modelo genético de ratón para estudiar la función de Rictor y observaron que los ratones que carecían de Rictor habían retrasado significativamente la regeneración y el ciclo de los folículos pilosos, lo que indicaba un deterioro de la regulación de las células madre. “Curiosamente, con el envejecimiento, estos ratones mostraron pérdida de pelo y reducción en el número de células madre”, dijo Ding.
Un importante objetivo futuro será entender cómo estos hallazgos preclínicos podrían traducirse en la biología de las células madre en los humanos y potencialmente podrían ser aprovechados farmacéuticamente para proteger del envejecimiento de los folículos capilares, según Eming. “Estamos particularmente entusiasmados con la observación de que la aplicación de un inhibidor de la glutaminasa fue capaz de restaurar la función de las células madre en los ratones con deficiencia de Rictor, demostrando el principio de que modificar las vías metabólicas podría ser una forma poderosa de impulsar la capacidad regenerativa de nuestros tejidos y evitar la pérdida de cabello, por ejemplo”.
