Un folículo piloso de crecimiento largo representativo generado a partir de folicloides pilosos después de un período prolongado de cultivo. Crédito: Universidad Nacional de Yokohama
Un equipo de investigadores de Japón que estudia los procesos de crecimiento del folículo piloso y la pigmentación del cabello ha logrado generar folículos pilosos en cultivos. Su modelo de folículo piloso in vitro se suma a la comprensión del desarrollo del folículo piloso, lo que podría contribuir al desarrollo de aplicaciones útiles en el tratamiento de trastornos de pérdida de cabello, pruebas en animales y exámenes de drogas.
Sus hallazgos fueron publicados en Avances de la ciencia el 21 de octubre.
A medida que se desarrolla un embrión, ocurren interacciones entre la capa externa de la piel llamada capa epidérmica y el tejido conectivo llamado mesénquima. Estas interacciones funcionan como un sistema de mensajería para desencadenar la morfogénesis del folículo piloso. La morfogénesis es el proceso en un organismo donde las células se organizan en tejidos y órganos.
Durante las últimas décadas, los científicos han explorado los mecanismos cruciales relacionados con el desarrollo del folículo piloso utilizando modelos animales. Debido a que la comprensión completa de estos mecanismos para el desarrollo del folículo piloso sigue siendo un desafío, la morfogénesis del folículo piloso no se ha reproducido con éxito en una placa de cultivo de laboratorio.
Más recientemente, los cultivos de organoides han recibido una atención generalizada. Los organoides son versiones diminutas y simples de un órgano: los científicos los producen y los utilizan para estudiar el desarrollo y la patología de tejidos y órganos en una placa de cultivo de laboratorio. «Los organoides fueron una herramienta prometedora para dilucidar los mecanismos en la morfogénesis del folículo piloso in vitro», dijo Tatsuto Kageyama, profesor asistente de la facultad de ingeniería de la Universidad Nacional de Yokohama.
El equipo de investigación fabricó organoides de folículos pilosos controlando la estructura generada a partir de los dos tipos de células embrionarias utilizando una concentración bastante baja de matrices extracelulares. La matriz extracelular es el marco del cuerpo que proporciona estructura a las células y los tejidos. Las matrices extracelulares ajustaron el espacio entre los dos tipos de células embrionarias desde una forma de mancuerna hasta una configuración de núcleo-cáscara. Los folículos pilosos recién formados con características típicas emergieron en grupos con forma de núcleo y caparazón. Estos grupos con forma de núcleo y cubierta aumentan el área de contacto entre dos regiones celulares para mejorar los mecanismos que contribuyen al crecimiento del folículo piloso.
El sistema de cultivo organoide que desarrolló el equipo de investigación generó folículos pilosos y tallos pilosos con una eficiencia de casi el 100 por ciento. Los organoides de folículo piloso produjeron folículos pilosos completamente maduros con tallos de pelo largos (aproximadamente 3 mm de longitud en 23 días de cultivo). A medida que se producía este crecimiento, los investigadores pudieron monitorear la morfogénesis del folículo piloso y la pigmentación del cabello in vitro y comprender las vías de señalización involucradas en los procesos.
Los investigadores examinaron la viabilidad de los organoides del folículo piloso para la detección de fármacos y la medicina regenerativa. Luego, agregaron al medio de cultivo un fármaco estimulante de los melanocitos, que desempeña un papel clave en la producción de la pigmentación del color del cabello. Con la adición de este medicamento, los investigadores mejoraron significativamente la pigmentación del cabello de las fibras similares al cabello. Además, al trasplantar los organoides del folículo piloso, lograron una regeneración eficiente del folículo piloso con ciclos repetidos de cabello. Creen que el modelo de folículo piloso in vitro podría resultar valioso para una mejor comprensión de la inducción del folículo piloso, para evaluar la pigmentación del cabello y los medicamentos para el crecimiento del cabello, y para regenerar los folículos pilosos.
Los hallazgos de los investigadores también podrían ser relevantes para otros sistemas de órganos y contribuir a la comprensión de cómo se desarrollan los procesos fisiológicos y patológicos. De cara a futuras investigaciones, el equipo planea optimizar su sistema de cultivo de organoides con células humanas. «Nuestro próximo paso es usar células de origen humano y aplicar para el desarrollo de fármacos y la medicina regenerativa», dijo Junji Fukuda, profesor de la facultad de ingeniería de la Universidad Nacional de Yokohama.
Su investigación futura podría eventualmente abrir nuevas vías de investigación para el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento para los trastornos de pérdida de cabello, como la alopecia androgénica, que es común tanto en hombres como en mujeres.
El químico que controla la vida y la muerte en los folículos pilosos
Tatsuto Kageyama et al, Reprogramación de microambientes tridimensionales para la inducción de folículos pilosos in vitro, Avances de la ciencia (2022). DOI: 10.1126/sciadv.add4603. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add4603
Proporcionado por la Universidad Nacional de Yokohama
Citación: Folículos pilosos completamente maduros cultivados en cultivos (21 de octubre de 2022) recuperado el 21 de octubre de 2022 de https://phys.org/news/2022-10-fully-mature-hair-follicles-grown.html
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