La riprogrammazione microambientale in coltura tridimensionale permette alle cellule della papilla dermica di indurre la crescita di nuovi follicoli dei capelli umani.
Claire A. Higgins , James C. Chen , c , Jane E. Cerise , Colin AB Jahoda , 1 , e Angela M. Christiano
A cura di Zena Werb , Università della California , San Francisco , CA, approvato 5 settembre 2013 (ricevuto per la revisione 28 Maggio 2013)
Spiegazione
La crescita di nuovi follicoli piliferi nella pelle adulta avviene attraverso un processo noto come neogenesi dei peli. Un modo di avviare la neogenesi è quello di mettere le papille dermiche isolate dei follicoli piliferi in contatto con l’epidermide sovrastante e riprogrammare l’epidermide per fare in modo che vada incontro a un destino follicolare.
Questo approccio, tuttavia, non ha avuto successo usando cellule della papilla dermica umane coltivate in cute umana perché le cellule perdono la loro capacità di indurre la crescita pilifera dopo l’espansione in vitro.
In questo lavoro, abbiamo dimostrato che manipolando le condizioni di coltivazione cellulare per stabilire degli sferoidi tridimensionali della papilla, abbiamo ripristinato la capacità della papilla dermica di indurre la crescita pilifera.
Abbiamo usato anche diversi sistemi di approccio biologico per ottenere una comprensione completa dei meccanismi molecolari che sono alla base di questo processo rigenerativo.
 Un’immagine della papilla dermica (Image credit: Claire Higgins / Columbia University Medical Center) |
Sintesi
La rigenerazione degli organi è stata osservata in vari organismi inferiori , come ad esempio i roditori, tuttavia è risultato arduo dimostrare queste proprietà rigenerative in cellule e tessuti umani.
Le cellule dermiche derivate dai follicoli piliferi dei roditori possono interagire con gli epiteli locali e indurre la generazione di nuovi follicoli piliferi in diversi di siti cutanei privi di pelo.
Tuttavia, diversi tentativi di replicare questo processo nell’uomo utilizzando cellule della papilla dermica umana su cute umana sono falliti, il che suggerisce che le cellule della papilla dermica umana coltivate perdono le proprietà rigenerative fondamentali.
Qui, abbiamo effettuato l’analisi dell’ espressione genica globale delle cellule della papilla dermica umana coltivata scoprendo i processi molecolari che stanno alla base di questi cambiamenti molto rapidi e profondi che sono collegati al passaggio di queste cellule da un ambiente 3D a un ambiente 2D che causa la perdita precoce della loro capacità di rigenerare follicoli piliferi.
Abbiamo dimostrato che i processi di trascrizione della papilla dermica integra possono essere parzialmente ripristinati con la crescita delle cellule della papilla in colture cellulari sferoidali in 3D.
Questo modifica della procedura si traduce in un parziale ripristino della capacità induttiva e abbiamo dimostrato che le cellule della papilla dermica umane, quando sono coltivate come sferoidi, sono in grado di indurre la generazione di nuovi follicoli nella cute umana.
