Una presentación simplificada de la plasticidad epitelial que muestra cómo el colágeno tipo I inicia cambios en la identidad epitelial. Crédito: Centro de Células Madre y Medicina Regenerativa, TMDU
La mayoría de las células tienen una vida bastante normal: nacen, crecen, envejecen y mueren. Pero los Benjamin Buttons del mundo celular pueden volver a pasar de viejos a jóvenes en el contexto adecuado. Ahora, investigadores de Japón han identificado una señal física que desencadena este cambio en las células del intestino humano.
En un estudio publicado este mes en Inflamación y Regeneracióninvestigadores de la Universidad Médica y Dental de Tokio (TMDU) han revelado que la acumulación de un material extracelular espeso llamado colágeno en los sitios lesionados del intestino estimula la reprogramación celular.
Cuando se lesiona el intestino, se produce una respuesta inflamatoria que a menudo se asocia con la regeneración de los tejidos lesionados. Este proceso implica convertir algunas células intestinales maduras nuevamente en células fetales que luego pueden generar nuevo tejido sano para reparar el área lesionada.
«Previamente demostramos que la deposición de colágeno en el sitio de la lesión intestinal promueve la conversión de las células epiteliales intestinales/colónicas que cubren el lecho de la herida en progenitores de tipo fetal en ratones», dice el autor principal del estudio, Sakurako Kobayashi. «Sin embargo, el mecanismo detallado por el cual esto ocurre, y si este proceso también ocurre en humanos, seguía sin estar claro».
Para explorar estas preguntas, los investigadores crearon esferas de colágeno, que son pequeñas bolas de células epiteliales cultivadas en colágeno purificado, a partir de células intestinales de ratones y humanos. Luego evaluaron la expresión génica en estas esferas para aclarar los mecanismos de reprogramación asociada a la inflamación.
«Los resultados mostraron que el cultivo en colágeno indujo la expresión de genes similares a los fetales y asociados con la inflamación en células intestinales humanas y de ratón», explica Shiro Yui, autor principal. «Como se informó anteriormente, el eje YAP/TAZ-TEAD definitivamente juega un papel central en la inducción de esta firma de expresión génica distintiva, pero esta vez identificamos la actividad transcripcional cooperativa de Fra1 y RUNX2 en el proceso, que martilla la red génica centrada sobre la fibronectina».
Es importante destacar que los genes representativos que se activaron en las esferas de colágeno humano también se expresaron en gran medida en muestras de tejido tomadas de regiones inflamadas del intestino en pacientes con colitis ulcerosa.
«Tomados en conjunto, nuestros hallazgos demuestran que el colágeno tiene una influencia significativa en la inflamación y la reprogramación celular tanto en ratones como en humanos», dice Kobayashi.
Dado que algunos de los genes que estaban sobrerregulados en las esferas de colágeno también están sobreexpresados en condiciones como el cáncer colorrectal, es posible que exista un vínculo entre la cascada regenerativa y la carcinogénesis colorrectal. Por lo tanto, investigar los mecanismos de conversión del destino celular utilizando este modelo puede mejorar nuestra comprensión no solo de cómo el entorno extracelular influye en la inflamación, sino también cómo ocurren otros procesos patológicos en el intestino.
Sakurako Kobayashi et al, La mecanotransducción mediada por colágeno tipo I controla la conversión del destino de las células epiteliales durante la inflamación intestinal, Inflamación y Regeneración (2022). DOI: 10.1186/s41232-022-00237-3
Proporcionado por la Universidad Médica y Dental de Tokio
Citación: De la tumba a la cuna: reprogramación de células intestinales inducidas por colágeno (6 de enero de 2023) consultado el 7 de enero de 2023 en https://medicalxpress.com/news/2023-01-grave-cradle-collagen-duced-gut-cell.html
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