Ciertas células madre tienen una capacidad única para moverse entre los compartimentos de crecimiento de los folículos pilosos, pero se quedan atascadas a medida que las personas envejecen y pierden así su capacidad para madurar y mantener el color del cabello, según muestra un nuevo estudio publicado online en la revista 'Nature'.
Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York (NYU), el nuevo trabajo se centró en unas células de la piel de ratones y también halladas en humanos llamadas células madre melanocitarias (McSC).
Las células madre melanocitarias son plásticas
El color del pelo depende de si las McSC, que no funcionan pero se multiplican continuamente en los folículos pilosos, reciben la señal para convertirse en células maduras que producen los pigmentos proteicos responsables del color.
El nuevo estudio demuestra que las McSC son notablemente plásticas. Esto significa que, durante el crecimiento normal del pelo, dichas células se mueven continuamente hacia delante y hacia atrás en el eje de maduración a medida que transitan entre los compartimentos del folículo piloso en desarrollo. Es dentro de estos compartimentos donde las McSC están expuestas a diferentes niveles de señales proteicas que influyen en la madurez.
En concreto, el equipo de investigación descubrió que las McSC se transforman entre su estado de célula madre más primitivo y la siguiente fase de su maduración, el estado de tránsito-amplificación, y dependiendo de su ubicación.
Cuando el pelo se cae, las células madre melanocitarias se quedan atascadas
Los investigadores descubrieron que, a medida que el pelo envejece, se cae y vuelve a crecer repetidamente, un número cada vez mayor de McSC se queda atascado en el compartimento de células madre denominado protuberancia del folículo piloso. Allí permanecen, no maduran hacia el estado de tránsito amplificador y no regresan a su ubicación original en el compartimento germinal, donde las proteínas WNT las habrían impulsado a regenerarse en células pigmentarias.
"Nuestro estudio amplía nuestros conocimientos básicos sobre cómo actúan las células madre melanocitarias para colorear el pelo", afirma el investigador principal del estudio, el doctor Qi Sun, becario postdoctoral en NYU Langone Health.
"Los nuevos mecanismos descubiertos plantean la posibilidad de que la misma posición fija de las células madre de melanocitos pueda existir en los seres humanos --prosigue--. De ser así, presenta una vía potencial para revertir o prevenir el encanecimiento del cabello humano ayudando a las células atascadas a moverse de nuevo entre los compartimentos del folículo piloso en desarrollo".
Los investigadores afirman que la plasticidad de las McSC no está presente en otras células madre autorregeneradoras, como las que forman el propio folículo piloso, de las que se sabe que se mueven en una sola dirección a lo largo de una línea temporal establecida a medida que maduran. Por ejemplo, las células del folículo piloso que se amplifican en tránsito nunca vuelven a su estado original de células madre. Esto ayuda a explicar en parte por qué el pelo puede seguir creciendo aunque falle su pigmentación, afirma Sun.
Las células atascadas detuvieron su comportamiento regenerativo
Un trabajo anterior del mismo equipo de investigación de la NYU demostró que la señalización WNT era necesaria para estimular a las McSC a madurar y producir pigmento. Ese estudio también había demostrado que las McSC estaban muchos billones de veces menos expuestas a la señalización WNT en la protuberancia del folículo piloso que en el compartimento germinal del pelo, situado directamente debajo de la protuberancia.
En los últimos experimentos realizados en ratones cuyo pelo se envejecía físicamente mediante desplume y recrecimiento forzado, el número de folículos pilosos con McSC alojadas en la protuberancia del folículo aumentó del 15% antes del desplume a casi la mitad después del envejecimiento forzado. Estas células seguían siendo incapaces de regenerarse o madurar en melanocitos productores de pigmento.
Los investigadores descubrieron que las McSCs atascadas cesaron su comportamiento regenerativo al dejar de estar expuestas a mucha señalización WNT y, por tanto, su capacidad de producir pigmento en nuevos folículos pilosos, que siguieron creciendo.
En cambio, otras McSCs que continuaron moviéndose de un lado a otro entre la protuberancia del folículo y el germen piloso conservaron su capacidad de regenerarse como McSCs, madurar en melanocitos y producir pigmento durante todo el periodo de estudio de dos años.
"La pérdida de la función camaleónica de las células madre melanocíticas puede ser la causa del encanecimiento y la pérdida de color del pelo", indica la investigadora principal del estudio, la doctora Mayumi Ito, profesora del Departamento de Dermatología Ronald O. Perelman y del Departamento de Biología Celular de la NYU Langone Health.
"Estos hallazgos sugieren que la motilidad y la diferenciación reversible de las células madre melanocíticas son clave para mantener el cabello sano y con color", añade Ito, que también es profesora del Departamento de Biología Celular de NYU Langone. Afirma que el equipo tiene previsto investigar medios de restaurar la motilidad de las McSC o de trasladarlas físicamente de nuevo a su compartimento germinal, donde pueden producir pigmento.
Para el estudio, los investigadores utilizaron técnicas recientes de imagen intravital en 3D y scRNA-seq para rastrear las células casi en tiempo real a medida que envejecían y se movían dentro de cada folículo piloso.
