¿Por qué el cabello se vuelve gris? La investigación revela el papel de las células madre ‘atascadas’

Un estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York descubrió que las células madre de los melanocitos (McSC) pierden su capacidad de moverse entre las partes de los folículos pilosos con la edad, lo que provoca el envejecimiento del cabello. Restaurar la motilidad de McSC, o devolverlo a su compartimento germinal, puede revertir o prevenir el envejecimiento del cabello en humanos.

Un nuevo estudio muestra que algunas células madre tienen la capacidad única de moverse entre las cámaras de crecimiento de los folículos pilosos, pero fallan con la edad y, por lo tanto, pierden su capacidad para madurar y mantener el color del cabello.

Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el nuevo trabajo se centró en las células de la piel de los ratones que también se encuentran en los humanos, llamadas células madre de melanocitos o CSC. El color del cabello está controlado por si los grupos de MCSC no funcionales pero que proliferan constantemente dentro de los folículos pilosos reciben la señal para convertirse en células maduras que hacen que los pigmentos proteicos sean responsables del color.

Publicación en el diario naturaleza El 19 de abril, el nuevo estudio muestra que las células MCS son significativamente plásticas. Esto significa que durante el crecimiento normal del cabello, estas células se mueven constantemente hacia adelante y hacia atrás en el eje de maduración a medida que viajan entre las partes del folículo piloso en crecimiento. Es dentro de estos compartimentos que las CSC están expuestas a diferentes niveles de señalización de proteínas que afectan la maduración.

Específicamente, el equipo de investigación descubrió que las células madre congénitas cambian entre su estado de célula madre más primitivo y la siguiente etapa de su maduración, el estado de tránsito amplificado, dependiendo de su ubicación.

Las células madre que tiñen el cabello (izquierda, rosa) deben estar en el compartimento del germen del cabello para activarlas (derecha) y convertirlas en pigmento. Crédito: Cortesía de Springer-Nature Publishing o Nature

Los investigadores han descubierto que a medida que el cabello envejece, se cae y luego vuelve a crecer repetidamente, un número cada vez mayor de CSC se atasca en el compartimento de células madre llamado protuberancia del folículo piloso. Allí, todavía, no maduran en un estado de amplificación de tránsito, y no viajan a su sitio original en la cámara germinal, donde las proteínas WNT las habrían inducido a regenerarse en células pigmentarias.

“Nuestro estudio se suma a nuestra comprensión básica de cómo las células madre de los melanocitos colorean el cabello”, dijo el investigador principal del estudio, Qi Sun, PhD, becario postdoctoral en NYU Langone Health. «Los mecanismos recién descubiertos plantean la posibilidad de que exista el mismo posicionamiento fijo de las células madre de melanocitos en los humanos. Si es así, representa una vía potencial para revertir o prevenir el encanecimiento del cabello humano al ayudar a que las células atascadas retrocedan entre los segmentos del cabello en crecimiento». folículo capilar.»

Los investigadores dicen que la plasticidad McSC no se encuentra en otras células madre autorrenovables, como las que forman el propio folículo piloso, que se sabe que se mueven en una sola dirección a lo largo de un programa establecido a medida que maduran. Por ejemplo, las células de los folículos pilosos transamplificadores nunca vuelven a su estado original de células madre. Sun dice que esto ayuda en parte a explicar por qué el cabello sigue creciendo incluso cuando falla la pigmentación.

El trabajo anterior del mismo equipo de investigación de la NYU mostró que la señalización WNT era necesaria para activar las McSC para que maduraran y produjeran pigmento. Ese estudio también mostró que las células madre alogénicas estaban billones de veces menos expuestas a la señalización WNT en la protuberancia del folículo piloso que en el compartimiento del germen piloso, que se encuentra directamente debajo de la protuberancia.

En los experimentos más recientes en ratones que envejecen físicamente su cabello arrancándolo y forzándolo a volver a crecer, la cantidad de folículos pilosos que contienen McSC presentes en la protuberancia del folículo aumentó del 15 % antes del arrancamiento a casi la mitad después del envejecimiento forzado. Estas células permanecieron incapaces de regenerarse o madurar en melanocitos productores de pigmento.

Los investigadores encontraron que las McSC atascadas detuvieron su comportamiento regenerativo ya que ya no estaban expuestas a tanta señalización WNT y, por lo tanto, su capacidad para producir pigmento en nuevos folículos pilosos, que continuaron creciendo.

Por el contrario, otras células madre que continuaron moviéndose de un lado a otro entre la protuberancia del folículo y el folículo piloso mantuvieron su capacidad de regenerarse como melanocitos, madurar en melanocitos y producir pigmento en el transcurso de todo el período de estudio de dos años.

La autora principal del estudio, Mayumi Ito, MD, profesora del Departamento de Dermatología y del Departamento de Dermatología, dijo Ronald O. Biología celular en NYU Langone Health.

«Estos hallazgos sugieren que la motilidad de las células madre de melanocitos y la diferenciación reversible son clave para mantener la salud y el color del cabello», dijo Ito, quien también es profesor en el Departamento de Biología Celular en NYU Langone.

Ito dice que el equipo tiene planes para investigar formas de restaurar la motilidad de las CSC o moverlas de regreso a su cámara germinal, donde pueden producir tinte.

Para el estudio, los investigadores utilizaron imágenes intraorbitales 3D de última generación y técnicas scRNA-seq para rastrear las células casi en tiempo real a medida que envejecen y se mueven dentro de cada folículo piloso.

Referencia: «La desdiferenciación mantiene las células madre de melanocitos en un lugar dinámico» por Qi Sun, Wendy Lee, Hai Hu, Tatsuya Ogawa, Sophie De Leon, Ioanna Katehis, Chae Ho Lim, Makoto Takeo, Michael Cammer, M. Mark Taketo, Denise L Jay, Sarah E. Millar y Mayumi Ito, 19 de abril de 2023, disponible aquí. naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-023-05960-6

Los fondos para el estudio fueron proporcionados por NIH Grants P30CA016087, S10OD021747, R01AR059768, R01AR074995 y U54CA263001; y el Departamento de Defensa otorga W81XWH2110435 y W81XWH2110510.

Además de Sun e Ito, otros investigadores de NYU Langone involucrados en este estudio son los coinvestigadores Wendy Lee, Hei Ho, Tatsuya Ogawa, Sophie de Leon, Iwana Katehise, Chae Ho Lim, Makoto Takeo, Michael Kamer y Dennis Gay. Otros coautores del estudio son M.