Il ruolo del percorso mTOR nei follicoli piliferi

J Mol Cell Biol. 20 Gennai 2015 pii: mjv005.

La segnalazione mTOR promuove l’attivazione delle cellule staminali controbilanciando la loro soppressione dovuta alla BMP durante la rigenerazione dei capelli.

Deng Z1, Lei X2, X1 Zhang, Zhang H1, Liu S2, Chen Q2, Hu H2, Wang X1, Ning L2, Cao Y2, Zhao T2, Zhou J3, Chen T4, Duan E5.
1 Laboratorio Statale Primario di Biologia della Riproduzione, Istituto di Zoologia, Accademia Cinese delle Scienze, Pechino 100101, Università di Cina dell’Accademia Cinese delle Scienze, Pechino 100190, Cina.
2 Laboratorio Statale Primario di Biologia della Riproduzione, Istituto di Zoologia, Accademia Cinese delle Scienze, Pechino 100101, Cina.
3 Laboratorio Statale Primario di Ematologia Sperimentale, Istituto di Ematologia e Ospedale delle Malattie del Sangue, Accademia cinese di Scienze Mediche e Peking Union Medical College, Tianjin 300020, Cina.
4 Istituto Nazionale di Scienze Biologiche, Beijing 102206, Cina.
5 Laboratorio Statale Primario di Biologia della Riproduzione, Istituto di Zoologia, Accademia Cinese delle Scienze, Pechino 100101, Cina duane@ioz.ac.cn.

Sintesi

I follicoli piliferi (HFS) sono soggetti a cicli con fasi di degenerazione (catagen), riposo (telogen) e rigenerazione (anagen). L’ anagen inizia quando le cellule staminali del follicolo pilifero (HFSCs) ottengono spunti di attivazione sufficienti a superare i segnali soppressivi provenienti dalle cellule della loro nicchia principalmente tramite il percorso BMP.

Qui abbiamo scoperto che la segnalazione del percorso mTOR Compex 1 (mTORC1) è attivata nelle HFSCs in coincidenza con l’attivazione delle HFSC nella transizione dal telogen all’anagen. Utilizzando sia una strategia genetica mirata che un metodo di inibizione farmacologica per annullare o inibire la segnalazione mTOR nell’epitelio della pelle adulta prima dell’inizio dell’anagen, abbiamo dimostrato che i follicoli piliferi che non possono rispondere alla segnalazione mTOR mostrano un ritardo significativo dell’attivazione delle HFSC e un telogen prolungato.

I risultati di uno studio in cui è stato utilizzato il chetone del lampone topico allo 0,01%. Questa sostanza incrementa localmente l’IGF-1 che da inizio al percorso mTOR che attiva le staminali del follicolo pilifero. Le foto mostrano risultati dopo 5 mesi di applicazione su maschi con alopecia androgenetica (A, 30 anni; B 28 anni; C, 36 anni) e su una donna con alopecia areata (D, 27 anni). Altre sostanze che inducono l’IGF-1 e che sono state oggetto di analoghi studi sono gli isoflavoni (tipici della soia e del trifoglio rosso) e la capsaicina (il principio attivo che rende piccante il peperoncino).

Inaspettatamente, l’attività di segnalazione BMP è fortemente prolungata nei follicoli piliferi privati della segnalazione mTOR. Attraverso gli studi in vitro sul guadagno e la perdita di funzione, abbiamo dimostrato che la segnalazione mTORC1 influisce negativamente sulla segnalazione BMP che funge da principale meccanismo in base al quale la segnalazione mTORC1 facilita l’attivazione delle HFSC.

Infatti, in vivo la soppressione della BMP da parte del suo antagonista Noggin evita la mancanza di attivazione delle HFSC nella cute priva di mTORC1. I nostri risultati rivelano un ruolo critico per la segnalazione mTOR nella regolazione dell’ attivazione delle cellule staminali attraverso il contrasto della repressione indotta dalla BMP durante la rigenerazione del capello.