Las células madre que tiñen el cabello deben estar en el compartimento del germen del cabello para activarse y convertirse en pigmento.
Ciertas células madre tienen una capacidad única para moverse entre los compartimentos de crecimiento en los folículos pilosos, pero se atascan a medida que pasa el tiempo y las personas envejecen y, por lo tanto, pierden su capacidad para madurar y mantener el color del cabello, según muestra un nuevo estudio publicado en la revista Nature en línea el 19 de abril.
Dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el nuevo trabajo se centró en las células de la piel de los ratones y también en los seres humanos llamadas células madre de melanocitos o McSC.
El color del cabello está controlado por si los grupos de McSC no funcionales pero que se multiplican continuamente dentro de los folículos pilosos reciben la señal para convertirse en células maduras que producen los pigmentos proteicos responsables del color.
El nuevo estudio mostró que los McSC son notablemente plásticos. Esto significa que durante el crecimiento normal del cabello, dichas células se mueven continuamente hacia adelante y hacia atrás en el eje de madurez a medida que transitan entre los compartimentos del folículo piloso en desarrollo.
Los especialistas señalan que es dentro de estos compartimentos donde las McSC están expuestas a diferentes niveles de señales de proteínas que influyen en la madurez.
Específicamente, el equipo de investigación descubrió que las McSC se transforman entre su estado de célula madre más primitivo y la siguiente etapa de su maduración, el estado de amplificación del tránsito, y dependiendo de su ubicación.
Los investigadores descubrieron que a medida que el cabello envejece, se cae y luego vuelve a crecer repetidamente, un número cada vez mayor de McSC se atasca en el compartimento de células madre llamado protuberancia del folículo piloso.
Allí permanecen, no maduran hasta el estado de amplificación del tránsito y no viajan de regreso a su ubicación original en el compartimento germinal, donde las proteínas WNT las habrían empujado a regenerarse en células pigmentarias.
“Nuestro estudio se suma a nuestra comprensión básica de cómo funcionan las células madre de los melanocitos para teñir 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 el mismo posicionamiento fijo de las células madre de melanocitos pueda existir en humanos. Si es así, presenta una vía potencial para revertir o prevenir el envejecimiento del cabello humano al ayudar a las células atascadas a moverse nuevamente entre los compartimentos del folículo piloso en desarrollo”, explicó Qi Sun.
Los investigadores dicen que la plasticidad McSC no está presente en otras células madre autorregeneradoras, como las que forman el propio folículo piloso, que se sabe que se mueven en una sola dirección a lo largo de una línea de tiempo establecida a medida que maduran.
Por ejemplo, las células del folículo piloso que amplifican el tránsito nunca vuelven a su estado original de células madre. Esto ayuda a explicar en parte por qué el cabello puede seguir creciendo incluso cuando falla su pigmentación, dice el doctor Sun.
Un trabajo anterior realizado por el mismo equipo de investigación en la Escuela de Medicina Grossman de la NYU mostró que la señalización WNT era necesaria para estimular las McSC para que maduraran y produjeran pigmento.
Ese estudio también demostró que las McSC estaban billones de veces menos expuestas a la señalización WNT en el folículo piloso que en el compartimento del germen piloso, que se encuentra directamente debajo del bulto.
En los últimos experimentos en ratones cuyo cabello envejeció físicamente mediante depilación y crecimiento forzado, la cantidad de folículos pilosos con McSC alojados en la protuberancia del folículo aumentó del 15 por ciento antes de arrancarse 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 cesaron su comportamiento regenerativo ya que ya no estaban expuestas a mucha señalización WNT y, por lo tanto, su capacidad para producir pigmento en nuevos folículos pilosos, que continuaron creciendo.
Por el contrario, otras McSC que continuaron moviéndose de un lado a otro entre la protuberancia del folículo y el germen del cabello mantuvieron su capacidad de regenerarse como McSC, madurar en melanocitos y producir pigmento durante todo el período de estudio de dos años.
«Es la pérdida de la función camaleónica en las células madre de los melanocitos lo que puede ser responsable del envejecimiento y la pérdida del color del cabello«, destacó la investigadora principal del estudio, Mayumi Ito, PhD, profesora del Departamento de Dermatología Ronald O. Perelman y del Departamento de Biología celular en NYU Langone Health.
“Estos hallazgos sugieren que la motilidad de las células madre de los melanocitos y la diferenciación reversible son clave para mantener el cabello saludable y coloreado”, agregó Ito.
Ito indicó que el equipo tiene planes para investigar formas de restaurar la motilidad de las McSC o de moverlas físicamente de vuelta a su compartimento de gérmenes, donde pueden producir pigmento.
Para el estudio, los investigadores utilizaron técnicas recientes de imágenes intravitales en 3D y scRNA-seq para rastrear las células en tiempo casi real a medida que envejecían y se movían dentro de cada folículo piloso.
Una cura real contra el envejecimiento está cerca. Científicos logran convertir ratón de laboratorio viejo a joven.
En un trabajo de 13 años de desarrollo y que fue publicado esta semana en la revista Cell, se describe como científicos de la Universidad de Harvard (EEUU) han alcanzado un hito clave en el conocimiento de como revertir el envejecimiento luego de una serie de experimentos con ratones de laboratorio.
Los experimentos muestran que el envejecimiento es un proceso reversible, capaz de ser impulsado «hacia adelante y hacia atrás a voluntad», dijo el experto en antienvejecimiento David Sinclair, profesor de genética en el Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard y codirector del Centro Paul F. Glenn. para la Biología de la Investigación del Envejecimiento.
En el estudio, el profesor de genética David Sinclair y su equipo dan cuenta de que no solo pueden manipular la vejez de los roedores en un periodo de tiempo acelerado, sino que también pueden revertir los efectos de tal proceso y restaurar algunos de los signos biológicos de juventud en los animales.
«Nuestros cuerpos tienen una copia de respaldo de nuestra juventud que puede activarse para regenerarse», dijo Sinclair. “No es basura, no es daño lo que nos hace envejecer”, destacó.
Si bien a menudo se asume que el envejecimiento es el resultado de mutaciones genéticas que hacen que nuestros cuerpos se deterioren y mueran, Sinclair cree que ese no es el caso. Según los especialistas, por primera vez quedó demostrado la degradación en la forma en que se organiza y regula el ADN, conocida como epigenética, puede provocar el envejecimiento en un organismo, independientemente de los cambios en el código genético en sí.
Sinclair ha propuesto durante mucho tiempo que el envejecimiento es el resultado de la pérdida de instrucciones críticas que las células necesitan para seguir funcionando, en lo que él llama la «Teoría de la Información del Envejecimiento».
“Creemos que es una pérdida de información, una pérdida en la capacidad de la célula para leer su ADN original, por lo que olvida cómo funcionar, de la misma manera que una computadora vieja puede desarrollar software corrupto. Yo lo llamo la teoría de la información del envejecimiento”, puntualizó el experto.
En aras de comprobar su hipótesis, los científicos imitaron los efectos del envejecimiento en el epigenoma mediante la introducción de rupturas en el ADN de ratones jóvenes. Una vez ‘envejecidos’ de esta manera, en cuestión de semanas se observó que los animales comenzaron a mostrar signos de edad avanzada: pelaje gris, peso corporal más bajo a pesar de una dieta inalterada, actividad reducida y mayor fragilidad.
Después de eso, los investigadores les dieron a los ratones una terapia génica que revirtió los cambios epigenéticos causados por las rupturas de ADN. Como resultado, ratones envejecidos y ciegos lograron recuperar la vista y desarrollaron cerebros más jóvenes e inteligentes.
«Es como reiniciar una computadora que no funciona correctamente». «Este trabajo respalda la hipótesis de que las células de los mamíferos mantienen una especie de copia de seguridad del ‘software’ epigenético que, cuando se accede a ella, puede permitir que una célula envejecida y revuelta epigenéticamente se reinicie a un estado saludable y juvenil», manifestó Sinclair.
Jae-Hyun Yang, investigador de genética en el Laboratorio Sinclair y coautor del artículo, dijo que espera que los hallazgos «transformen la forma en que vemos el proceso de envejecimiento y la forma en que abordamos el tratamiento de enfermedades asociadas con el envejecimiento».
Mientras que el ADN puede verse como el hardware del cuerpo, el epigenoma es el software. Los epigenes son proteínas y sustancias químicas que se asientan como pecas en cada gen, esperando decirle al gen «qué hacer, dónde hacerlo y cuándo hacerlo», según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
«El epigenoma literalmente enciende y apaga los genes. Ese proceso puede desencadenarse por la contaminación, las toxinas ambientales y los comportamientos humanos, como fumar, comer una dieta inflamatoria o sufrir una falta crónica de sueño. Y al igual que una computadora, el proceso celular se corrompe a medida que se rompe o daña más ADN», explicó Sinclair.
“La célula entra en pánico y las proteínas que normalmente controlarían los genes se distraen al tener que ir a reparar el ADN”. “Entonces no todos encuentran el camino de regreso a donde comenzaron, por lo que con el tiempo es como un partido de ping-pong, donde las pelotas terminan por todo el piso”, agregó. En otras palabras, las piezas celulares pierden el camino a casa, como una persona con Alzheimer.
“El hallazgo sorprendente es que hay una copia de respaldo del software en el cuerpo que puede restablecer”. “Estamos mostrando por qué ese software se corrompe y cómo podemos reiniciar el sistema tocando un interruptor de reinicio que restaura la capacidad de la célula para leer el genoma correctamente nuevamente, como si fuera joven”, dijo Sinclair.
«No importa si el cuerpo tiene 50 o 75 años, está sano o está atormentado por una enfermedad. Una vez que se ha desencadenado ese proceso, el cuerpo entonces recordará cómo regenerarse y volverá a ser joven, incluso si ya eres viejo y tienes una enfermedad. Ahora, qué es ese software, aún no lo sabemos. En este punto, solo sabemos que podemos activar el interruptor”, señaló.
La búsqueda del interruptor comenzó cuando Sinclair era estudiante de posgrado y formaba parte de un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts que descubrió la existencia de genes para controlar el envejecimiento en la levadura. Ese gen existe en todas las criaturas, por lo que debería haber una manera de hacer lo mismo en las personas, indicó el experto.
