¿Cómo desarrolla la piel los folículos y eventualmente brota el cabello? Un estudio dirigido por la USC, publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS, aborda esta pregunta utilizando información obtenida de organoides, ensamblajes 3D de células que poseen estructura y función cutáneas rudimentarias, incluida la capacidad de hacer crecer el cabello.
En el estudio, el primer autor Mingxing Lei, un investigador postdoctoral en el laboratorio de células madre de la USC de Cheng-Ming Chuong, y un equipo internacional de científicos comenzaron con células de piel disociadas de un ratón recién nacido. Lei luego llevó cientos de películas de timelapse aanalizaron el comportamiento celular colectivo y observaron que estas células formaron organoides haciendo la transición a través de seis fases distintas: 1 células disociadas;2 células agregadas;3 quistes;4 quistes unidos;5 piel en capas;y 6 piel con folículos, que producen pelo de forma robusta después de ser trasplantados en la parte posterior de un ratón huésped.
En contraste, las células de la piel disociadas de un ratón adulto solo alcanzaron la fase 2 - agregación - antes de detenerse en su desarrollo y no producir cabello.
Para comprender las fuerzas en juego, los científicos analizaron los eventos moleculares y los procesos físicos que impulsaron la formación exitosa de organoides con células de ratones recién nacidos.
"Utilizamos una combinación de bioinformática y exámenes moleculares, y las instalaciones centrales del Campus de Ciencias de la Salud han facilitado mis análisis", dijo Lei.
En varios momentos, observaron una mayor actividad en genes relacionados con: el colágeno proteico; la hormona insulina que regula el azúcar en la sangre; la formación de láminas celulares; la adhesión, muerte o diferenciación de las células; y muchos otros procesos. Ademáspara determinar qué genes estaban activos y cuándo, los científicos también determinaron en qué lugar del organoide tuvo lugar esta actividad. Luego, bloquearon la actividad de genes específicos para confirmar su papel en el desarrollo de organoides.
Al estudiar cuidadosamente estos procesos de desarrollo, los científicos obtuvieron una guía molecular de "cómo" para impulsar las células individuales de la piel a autoorganizarse en organoides que pueden producir cabello. Luego aplicaron esta guía de "cómo" a los organoides estancados derivados decélulas de la piel del ratón adulto. Al proporcionar las señales moleculares y genéticas correctas en la secuencia adecuada, pudieron estimular a estos organoides adultos para que continuaran su desarrollo y eventualmente produjeran pelo. De hecho, los organoides adultos produjeron un 40 por ciento más pelo que el recién nacidoorganoides: una mejora significativa.
"Normalmente, muchas personas que envejecen no crecen bien el cabello, porque las células adultas pierden gradualmente su capacidad regenerativa", dijo Chuong, autor principal, investigador principal de células madre de la USC y profesor de patología en la Escuela de Medicina Keck de la USC ".Según nuestros nuevos hallazgos, podemos hacer que las células adultas del ratón vuelvan a producir cabello. En el futuro, este trabajo puede inspirar una estrategia para estimular el crecimiento del cabello en pacientes con afecciones que van desde la alopecia hasta la calvicie ".
Los coautores adicionales incluyen: Chao-Yuan Yeh, Ping Wu, Ting-Xin Jiang y Randall Bruce Widelitz de USC; Linus J. Schumacher de la Universidad de Oxford y el Imperial College de Londres; Ruth E. Baker de la Universidadde Oxford; Yung-Chi Lai de la Universidad de Medicina de China; Wen-Tau Juan de la Universidad de Medicina de China y Academia Sinica, Taipei; y Li Yang de la Universidad de Chongqing.
La mayor parte del trabajo experimental fue apoyado por fondos federales de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. AR42177 y AR60306. Los miembros del equipo multidisciplinario también fueron apoyados por nueve fuentes no estadounidenses: la Fundación China de Ciencias Postdoctorales 2016M590866;Fondos Fundamentales de Investigación para las Universidades Centrales 106112015CDJRC231206; Financiación especial para proyectos de investigación posdoctorales en Chongqing Xm2015093; el Consejo de Becas de China 2011605042; el Programa de Innovación y Atracción de Talentos para el Colegio y la Universidad subvención de proyecto 111 B06023; el NacionalNature Science Foundation of China 11532004 y 31270990; el Proyecto de Investigación de la Academia Sínica sobre Nanociencia y Tecnología; el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán; y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido EP / F500394 / 1.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Sur de California - Ciencias de la Salud . Original escrito por Cristy Lytal. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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