Las células madre funcionan a lo largo de nuestras vidas como una especie de personal de mantenimiento, reparando tejidos dañados y renovando algunos normales, como la piel que arrojamos. Los científicos han llegado a comprender mucho sobre cómo funcionan las células madre cuando somos adultos, pero se sabe menos sobrede dónde provienen estas células madre, ya que un embrión se está desarrollando.
Ahora, los investigadores de la Universidad Rockefeller han identificado un nuevo mecanismo por el cual las células reciben instrucciones durante el desarrollo para convertirse en células madre. Los resultados, publicados en Celda el 14 de enero, ayuda a explicar cómo la comunicación entre las células media este proceso y puede tener implicaciones para los tratamientos contra el cáncer de piel.
"Si bien las células madre adultas se caracterizan cada vez más, sabemos poco acerca de sus orígenes. Aquí, mostramos que en la piel, los progenitores de células madre del folículo piloso se especifican tan pronto como las células dentro de la epidermis embrionaria de una sola capacomienza a dividirse hacia abajo para formar un capullo embrionario ", explica Elaine Fuchs, del Laboratorio Robin Chemers Neustein de Biología y Desarrollo de Células de Mamíferos." Este momento fue mucho antes de lo que se pensaba anteriormente, y nos da nuevas ideas sobre el establecimiento de estas células muy especiales."
¿Qué fue primero, la célula madre o el nicho?
Los grupos de células madre reciben señales de otras células cercanas que les indican que permanezcan como células madre o que se diferencien en un tipo de célula específico. Se sabe que estos grupos instructivos de células, llamados "nicho", mantienen poblaciones de células madre adultasMenos comprendido es cómo se forma el nicho, o cuándo y dónde aparecen por primera vez las células madre durante el desarrollo embrionario.
"Las células madre adultas dependen del nicho para obtener instrucciones sobre cómo convertirse en una célula madre y cómo controlar el tamaño de la población de células madre", dice la primera autora Tamara Ouspenskaia. "La pregunta era si el nicho aparece primero y llamaotras células para convertirse en células madre? ¿O es al revés? Las células madre podrían aparecer en otro lugar primero y luego reclutar el nicho ".
Trabajando en el folículo piloso del ratón, una región que contiene células madre activas, Fuchs y sus colegas investigaron las divisiones celulares que ocurren cuando se está formando un folículo piloso. El folículo piloso comienza como un pequeño brote llamado placode, y se convierte en untejido de múltiples capas, compuesto de diferentes tipos de células. Al etiquetar las células dentro del placode y rastrear su progenie, los investigadores determinaron que de cada división, una célula hija permaneció en su lugar, mientras que la otra escapó a una capa diferente.
Otros experimentos revelaron que este fugitivo se convierte en una célula madre. Este hallazgo es significativo ya que es el punto más temprano en el desarrollo que se han detectado células madre en este sistema, e indica que las células madre pueden existir antes de que se forme el nicho.
Volando el nido para convertirse en una célula madre
La forma en que las células se convierten en el tipo de células que están destinadas a ser, por ejemplo, una célula del hígado o una célula de la piel, depende de una serie de factores, incluidas las señales moleculares de otras células que ayudan a activar o desactivar genes específicos. Fuchsy sus colegas observaron que la actividad de señalización fue diferente entre las dos células hijas que terminaron en diferentes lugares, y tuvieron como objetivo caracterizar cómo la señalización ayudó a sellar su destino celular final.
Descubrieron que el entorno al que se movió la hija de la célula fugitiva tenía bajos niveles de señalización de WNT, que se sabe que juegan un papel en el desarrollo embrionario. En contraste, la señalización de WNT era alta en el entorno donde permanecía la otra hija. El nivel de WNTafectó la forma en que las células respondieron a otra señal conocida como SHH Sonic Hedgehog: solo aquellos en el entorno de bajo WNT respondieron a la señalización de SHH, que instruyó a las células a convertirse en células madre.
"Estas células deben abandonar su hogar, deben abandonar el medio ambiente con alta señalización de WNT para convertirse en células madre", dice Ouspenskaia. "Observamos que SHH, que en realidad proviene de las células con alta señalización de WNT, es esencial para ayudar alas células se van. Entonces, para que esta célula escapada se convierta en una célula madre, necesita recibir una señal SHH de su célula hermana en casa diciéndole 'eres la célula madre' ".
Los investigadores creen que el antagonismo entre la señalización de WNT y SHH puede ayudar a controlar la cantidad de células madre producidas durante este tiempo de desarrollo embrionario.
"Esta diafonía de señalización recientemente identificada proporciona información sobre por qué estas dos señales tienen un impacto tan profundo en los cánceres de piel, donde el número de células madre que propagan el tejido canceroso es excesivo", dice Fuchs, quien también es investigador del Instituto Médico Howard Hughes"Este trabajo ahora allana el camino para futuras investigaciones sobre la relación fascinante y clínicamente importante entre las células madre normales y la propagación del tumor".
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Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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