Organogénesis de Células Disociadas: Generación de Folículos Pilosos en Ciclo de Maduración a partir de Células Derivadas de la Piel

• AUTOR : Zheng Y, Du X, Wang W y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Organogenesis from Dissociated Cells: Generation of Mature Cycling Hair Follicles form Skin-Derived Cells 
• CITA : Journal of Investigative Dermatology 124(5):867-876, May 2005
• MICRO : Cuando las células disociadas, epiteliales y mesenquimáticas, son trasplantadas a la piel originan la estructura pilosebácea madura mediante apoptosis.

Introducción

La bioingeniería es una disciplina destinada a generar o reconstituir sistemas orgánicos completamente organizados y funcionales a partir de células disociadas reproducidas bajo algunas condiciones de cultivo tisular definidas. En este estudio se realiza una revisión de los avances para generar nuevos sistemas orgánicos a partir de células madre embriogénicas o adultas.

El folículo piloso tiene una elevada capacidad regenerativa, y es una de las pocas estructuras biológicas que se automodela durante toda la vida del individuo; lo que no se ha podido dilucidar hasta el momento es el modo en que ocurre este modelaje; es decir, cuáles son las interacciones celulares y los mensajes y señales moleculares.

Algunos informes señalan que el folículo contiene una población de células epiteliales y mesenquimáticas con propiedades de células madre. Estas células foliculares pueden organizar la regeneración de la totalidad del órgano cutáneo, y parecen tener la función de reparación de las heridas; también pueden regenerar glándulas sebáceas, folículos, epidermis, adipocitos, hueso, cartílago y médula ósea.

Mediante manipulación celular y bajo condiciones experimentales puede inducirse la foliculogénesis de novo, aunque ésta normalmente no tiene lugar en la vida adulta. Con el objetivo de comprender los mecanismos de neoformación folicular a partir de células disociadas, los autores efectuaron un ensayo que también pudiera reflejar determinadas propiedades pilogénicas. A partir de este trabajo, hallaron que la introducción de células pilogénicas en la piel de un animal de experimentación produce dentro de los 8 a 12 días la aparición de una serie de folículos agrupados en parches cutáneos. Los autores utilizan el ensayo Hair Patch para describir los patrones morfológicos y moleculares de la neoformación molecular.

Material y métodos

Preparación de las células progenitoras del ratón neonato. Los ratones utilizados portaban el gen GFP. Luego de una exposición a ciclos de 12 horas de luz y oscuridad, se removió la piel de los ejemplares recién nacidos. Esta piel fue procesada de modo de poder aislar células dérmicas y epidérmicas. Antes de su implantación, las células mostraban una viabilidad del 80%.

Ratones receptores y trasplante de las células para la morfogénesis del folículo. Las células pilogénicas se implantaron en ratones machos nude (nu/nu), de 7 a 9 semanas de edad. Estos especímenes fueron debidamente anestesiados. Se procedió a la suspensión de 1 x 106 células dérmicas y 10 000 agregados epidérmicos, que luego se inyectaron en la hipodermis de la piel del ratón. El sitio de inyección fue marcado mediante un tatuaje puntiforme negro. Luego, mediante fotografía microscópica y morfometría, se procedió a la cuantificación de los folículos pilosos formados dentro los parches.

Histología e inmunohistoquímica. La piel murina se fijó en formol al 10%; luego de su inclusión en parafina, los tejidos fueron procesados mediante técnicas histológicas para H&E (hematoxilina y eosina). Se empleó para los estudios inmunohistoquímicos una serie de anticuerpos primarios a determinadas diluciones y concentraciones. Estos anticuerpos primarios fueron detectados mediante anticuerpos secundarios.

Fosfatasa alcalina y apoptosis. Algunos tejidos fueron congelados en hielo seco, con posterior fijación de las secciones de 4 µm; después fueron incubados en la solución generalmente empleada para la detección de fosfatasa alcalina. Las secciones tisulares, fijadas en formol e incluidas en parafina, fueron procesadas para la detección del mecanismo de apoptosis.

Resultados

La inyección hipodérmica de células murinas pilogénicas en la piel del ratón lleva a la rápida neoformación folicular

Cuando se inyectó en forma directa la población de células epiteliales y mesenquimáticas derivadas de células dérmicas y epidérmicas de un ratón neonato en la piel de otro ratón, se observó la rápida formación intradérmica de folículos pilosos maduros. Los sitios de la piel que habían recibido la inyección de células neonatales pilogénicas fueron procesados a los 12 días. En ese momento, el parche aparecía como un área de piel redondeada, grisácea y ligeramente elevada. En general, cada inyección de 1 millón de células dérmicas y 10 000 agregados epidérmicos dio lugar a un conglomerado de alrededor de 200 folículos pilosos con el correspondiente cabello emergente. Los autores destacan que la formación de folículos pilosos requiere la presencia de células epidérmicas tanto como dérmicas. Cabe señalar que en la mayoría de los casos los parches maduros se establecieron sobre un conglomerado de vasos huéspedes, como si el crecimiento de este sistema metabólico altamente interactivo tuviese propiedades angiogénicas.

Ciclo folicular

Para saber si estos folículos pilosos eran capaces de superar la fase anágena del ciclo de crecimiento se procesaron distintos sitios cutáneos en diferentes momentos posteriores a la inyección. Los autores constataron que, efectivamente, la población de folículos recién formados cumplía el ciclo piloso. Tanto en los ratones de los cuales derivaban las células pilogénicas como en los ratones huéspedes la fase de crecimiento normal del cabello, o fase anágena, dura alrededor de 18 días, y la sigue una fase de reposo, o telógena. Se observaron parches pilosos que se encontraban en la fase anágena, mientras que los folículos pilosos en la piel huésped estaban en la fase telógena del ciclo, y viceversa. Esta observación sugiere que el reloj interno del ciclo folicular es inherente a la célula pilogénica, y no depende del ciclo folicular de la piel huésped.

La formación de un nuevo folículo a partir de células disociadas incluye los pasos de iniciación, morfogénesis y diferenciación, y se inicia a partir de una plataforma epitelial

Por análisis histológicos e inmunoquímicos se observó que en el primer día después del trasplante aparecieron agregados de células epiteliales rodeados de células mesenquimáticas. En el segundo día las células estaban embebidas en un estroma mucinoso. Al cuarto día, algunas de las colonias epiteliales mostraban sitios de apoptosis focal y formación de quistes centrales; estos quistes infundibulares servían como plataformas desde las cuales crecerían los folículos incipientes. Al octavo día se encontraron folículos pilosos totalmente maduros que crecían desde las estructuras quísticas infundibulares; también estaban desarrolladas las glándulas sebáceas. Durante la primera semana de la morfogénesis, señalan los expertos, los folículos no eran uniformes, sino que se observaba una gran variedad de formas.

Discusión

Este sistema refleja la rápida formación de nuevos folículos pilosos a partir de la combinación de células epiteliales y mesenquimáticas aisladas. En la fase más temprana se comprueba la agrupación de células epiteliales con fusión de agregados individuales, dentro de un estroma celular dérmico rico en mucina. A este proceso le sigue una fase de remodelado apoptótico de las colonias, en la que se forma una estructura epitelial muy similar al infundíbulo del folículo, que los autores denominan quiste infundibular. Estas estructuras quísticas se transforman en grandes quistes a lo largo del ciclo de crecimiento. El folículo piloso completamente diferenciado y maduro, con el cabello emergente, puede ser identificado histológicamente a los 6-8 días; alrededor de los 14 días, esta estructura se identifica sin amplificación microscópica. El folículo piloso completamente maduro tiene todos los elementos de la estructura in situ, incluso la glándula sebácea.

La formación de un nuevo cabello a partir de un folículo trasplantado requiere entre 45 y 70 días; esto indica, notablemente, que el desarrollo piloso a partir de una estructura organizada conlleva más tiempo que la formación a partir de células disociadas. También, comentan los autores, es destacable que la formación y el ciclo de los nuevos folículos hayan sido independientes del ciclo folicular del huésped; lo cual indicaría que el ciclo de crecimiento del folículo recién formado le es inherente. Se deduce que, en caso de que la epidermis telógena produjera un inhibidor del crecimiento anágeno, éste no se difundiría a distancias lo suficientemente grandes como para actuar sobres las células trasplantadas.

Conclusión

En este ensayo los autores describieron un sistema que puede servir como método de ensayo para el cultivo de células pilogénicas; también se trata de un modelo adecuado para el estudio de los mecanismos moleculares y morfológicos de la neoformación orgánica a partir de células disociadas. Mediante este sistema se observó que las células disociadas forman rápidamente una plataforma epitelial que se remodela por mecanismos de apoptosis; de este modo se establece el estadio germinal del folículo piloso, que luego evoluciona hacia el ciclo madurativo anágeno-catágeno-telógeno-anágeno de la estructura pilosebácea.

Especialidad: Bibliografía - Clínica Médica