¿Cómo desarrolla la piel folículos que eventualmente hacen brotar el cabello? Un estudio dirigido por la Universidad del Sur de California (USC), publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), aborda esta cuestión utilizando ideas recogidas de organoides, ensamblajes en 3D de células que poseen una estructura y función rudimentarias de la piel.

En el estudio, el primer autor Mingxing Lei, un becario postdoctoral en el Laboratorio de Células Madre de la USC de Cheng-Ming Chuong, y un equipo internacional de científicos comenzó con células de piel disociadas de un ratón recién nacido [puedes leer en esta historia cómo hallaron que la raíz de la calvicie y las canas se encuentra en las células de la piel]. Lei tomó entonces centenares de películas a cámara rápida (time-lapse) para analizar el comportamiento colectivo de la célula. Observaron que estas células formaban organoides mediante la transición a través de seis fases distintas: 1) células disociadas; 2) células agregadas; 3) quistes; 4) quistes unidos; 5) capas de piel; y 6) piel con folículos, que producen cabello robusto después de ser trasplantado en la parte posterior de un ratón anfitrión.

Por el contrario, las células disociadas de la piel de un ratón adulto sólo alcanzaron la fase 2 de agregación antes de paralizar su desarrollo y no producir pelo. [Curiosamente, como vimos en esta historia, tanto el pelo como las plumas como las escamas tienen el mismo origen.]

Para comprender qué fuerzas entran en juego, los científicos analizaron los eventos moleculares y los procesos físicos que impulsaron la formación exitosa de organoides con células de ratón recién nacidas.

«Usamos una combinación de bioinformática y pruebas moleculares. Además, las instalaciones centrales en el Campus de Ciencias de la Salud han facilitado mis análisis», dijo Lei.

En varios instantes, llegaron a observar una mayor actividad en los genes relacionados con: el colágeno de proteínas; la hormona reguladora del azúcar en sangre, insulina; la formación de láminas celulares; la adhesión, muerte o diferenciación de células; y muchos otros procesos. Además de determinar qué genes estaban activos y cuándo, los científicos también determinaron dónde tuvo lugar esta actividad en el organoide. A continuación, bloquearon la actividad de genes específicos para confirmar sus roles en el desarrollo del organoide.

Al estudiar cuidadosamente estos procesos de desarrollo, los científicos obtuvieron una guía molecular para provocar la autoorganización de las células individuales de la piel en organoides capaces de producir cabello. Luego aplicaron esta guía a los organoides estancados derivados de células de piel de ratón adulto. Proporcionando las señales moleculares y genéticas correctas en la secuencia apropiada, fueron capaces de estimular estos organoides adultos para continuar su desarrollo y eventualmente producir cabello. De hecho, los organoides adultos llegaron a producir hasta un 40 por ciento del pelo producido por los organoides recién nacidos; una mejora significativa.

«Normalmente, a muchas personas entradas en edad no les crece bien el pelo, porque las células adultas pierden gradualmente su capacidad regenerativa», dijo Chuong, autor principal e investigador principal en Stem Cell de la USC y profesor de patología en la Escuela de Medicina Keck de la USC. «Con nuestros nuevos hallazgos, somos capaces de hacer que las células adultas de ratón produzcan cabello de nuevo. En el futuro, este trabajo puede inspirar una estrategia para estimular el crecimiento del cabello en pacientes con condiciones que van desde la alopecia a la calvicie».

Artículo original publicado por la Universidad del Sur de California. Revisado y traducido por ¡QFC!