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Los fibroblastos dérmicos son células dentro de la capa de la dermis de la piel que son responsables de generar tejido conectivo y permitir que la piel se recupere de una lesión. [1] Usando orgánulos (particularmente el retículo endoplásmico rugoso ), los fibroblastos dérmicos generan y mantienen el tejido conectivo que une las capas celulares separadas. [2] Además, estos fibroblastos dérmicos producen las moléculas de proteína que incluyen laminina y fibronectina que componen la matriz extracelular . Al crear la matriz extracelular entre la dermis y la epidermis, los fibroblastos permiten que el epiteliocélulas de la epidermis para fijar la matriz, permitiendo así que las células epidérmicas se unan de manera efectiva para formar la capa superior de la piel.

Progenitores celulares y análogos [ editar ]

Los fibroblastos dérmicos se derivan de células madre mesenquimales dentro del cuerpo. [3] Al igual que los fibroblastos corneales, la proliferación de fibroblastos dérmicos puede ser estimulada por la presencia del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF). [3] Los fibroblastos no parecen estar completamente diferenciados o especializados. Después de examinar los marcadores de CD de las células de fibroblastos, los investigadores de BioMed Central descubrieron que estas células carecen de "marcadores distintivos" que confirman que estas células pueden diferenciarse aún más. [3]

Un ejemplo de diferenciación adicional de los fibroblastos dérmicos es que, tras la lesión, los fibroblastos dérmicos pueden dar lugar a miofibroblastos , células de fibroblastos con características de músculo liso. Las células dérmicas se diferencian en miofibroblastos al alterar la expresión de su gen de actina (que se silencia en los fibroblastos dérmicos). [4] Cuando los fibroblastos dérmicos expresan actina, las células pueden contraerse lentamente. Esta contracción juega un papel fundamental en la cicatrización de heridas y la fibrosis . Al tirar de los tejidos para cerrar los miofibroblastos diferenciados, se sella la piel después de una lesión (evitando así la infección pero induciendo la formación de cicatrices). [4]Los miofibroblastos también pueden derivarse de fuentes que no son fibroblastos. Según la evidencia de la expresión de α-SMA de lesiones pulmonares, los miofibroblastos pueden "surgir de novo" directamente de las células madre mesenquimales. [5]

Función y características de la célula [ editar ]

A diferencia de otros tipos de células de fibroblastos, es mucho menos probable que los fibroblastos dérmicos se transformen en otros tipos de células. [4] Por ejemplo, cuando un fibroblasto dérmico y un fibroblastos corneales se colocan en las mismas concentraciones de factor de crecimiento de fibroblastos, el fibroblasto dérmico no se diferenciará ni cambiará. Como señalaron el Dr. J. Lewis y el Dr. A. Johnson, autores de Microbiology of the Cell , "los fibroblastos de la piel son diferentes" y se comportan de manera diferente a otras células de fibroblastos ante estímulos químicos idénticos. [4]

Además, es menos probable que los fibroblastos dérmicos se repliquen en entornos in vivo e in vitro que otros tipos de fibroblastos. Los fibroblastos dérmicos requieren concentraciones mucho más altas de factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) para experimentar la replicación celular. [4]

Los fibroblastos dérmicos son responsables de crear el ECM que organiza las células epiteliales escamosas estratificadas de la epidermis en un tejido unificado. Además, los fibroblastos dérmicos crean largas bandas fibrosas de tejido conectivo que anclan la piel a la fascia del cuerpo. Por lo tanto, sin fibroblastos dérmicos, el órgano más grande y pesado no se adheriría firmemente a la estructura del cuerpo.


Aplicaciones clínicas [ editar ]

Dado que los fibroblastos dérmicos desempeñan un papel fundamental en la cicatrización de heridas, los investigadores están intentando generar fibroblastos dérmicos maduros para reparar quemaduras de segundo y tercer grado. [6] Cuando el cuerpo sufre una quemadura de tercer grado, la capa dérmica de la piel es completamente destruida por el calor (y todas las células de fibroblastos dentro del sitio de la herida perecen). Sin fibroblastos, el sitio de la herida no puede regenerar la matriz extracelular y las células de la piel de la epidermis no pueden proliferar sobre el sitio de la herida. [6] Por lo tanto, sin fibroblastos dérmicos, la piel no puede recuperarse adecuadamente de una lesión. Sin embargo, al diferenciar las células madre mesenquimalesde otras regiones del cuerpo e inyectándolos en el sitio de la herida, los científicos pueden restaurar los fibroblastos dérmicos en las regiones quemadas del cuerpo. Al restaurar los fibroblastos a las regiones quemadas, el cuerpo puede restaurar el ECM dentro del sitio de la herida y recuperarse de la lesión. [7] Como se señaló, "la dermis lesionada también se repara mediante el reclutamiento y la proliferación de fibroblastos que producen una matriz extracelular y factores promotores del crecimiento de los queratinocitos". [7]

De manera similar, el FGF se inserta en selladores de fibrina para mejorar la reparación y el sellado a largo plazo del tejido. [6] Se ha demostrado experimentalmente que el FGF-1 estimula el propio tejido adhesivo del cuerpo para que se desarrolle y selle eficazmente la herida (impidiendo así la infección y mitigando la formación de cicatrices). [6] El uso de FGF para estimular la actividad de los fibroblastos es un medio más eficaz para sellar el tejido que los selladores de tejido actuales debido a la naturaleza robusta del colágeno que forma el tejido conectivo. Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Alabama examinó las propiedades adhesivas de los adhesivos de tejido de fibrina. Las pruebas encontraron que los adhesivos de fibrina incluso en su concentración médica prevista (29 mg / ml en el sitio de la herida) tenían una resistencia al corte de solo 17,6 kiloPascales.[8] Además, otro estudio realizado en la Universidad de California determinó que el módulo (la tensión / deformación) de los adhesivos de fibrina era en promedio 53,56 kPA. [9] Para sellar los tejidos, el cuerpo humano utiliza colágeno y elastina para obtener una resistencia superior al cizallamiento. El colágeno de tipo I, que incluye hebras de colágeno agrupadas en fuertes fibrillas, tiene una estructura tri-helicoidal única que aumenta la integridad estructural de las proteínas. De hecho, un estudio realizado por el Departamento de Medicina del University College de Londres determinó experimentalmente que el colágeno de tipo I puro tiene un módulo de 5 GPa a 11,5 GPa. [10]Por lo tanto, el colágeno puro de tipo I tiene una integridad estructural casi un millón de veces mayor que la fibrina. Por lo tanto, el colágeno es mucho más difícil de deformar que la fibrina y las fibras de colágeno crean enlaces mucho más fuertes entre los tejidos que las hebras de polímero de fibrina.

Células madre [ editar ]

Al generar proteínas adhesivas como la fibronectina, los fibroblastos se utilizan en los laboratorios de investigación para ayudar a cultivar células que suelen demostrar bajas tasas de supervivencia in vitro. Por ejemplo, se han utilizado fibroblastos para aumentar la tasa de supervivencia de las células madre humanas que experimentan fácilmente la apoptosis celular . Como señalaron los investigadores del Harvard Stem Cell Institute, las células dérmicas "queratinocitos [células madre] humanas podrían propagarse in vitro cuando se cultivan en células alimentadoras de fibroblastos". [7]

Además de mejorar el cultivo y la proliferación de células madre, los fibroblastos dérmicos también pueden convertirse en células madre. Aunque las células dérmicas demuestran menos plasticidad que otros tipos de células de fibroblastos, los investigadores aún pueden convertir estas células en células pluripotentes inducidas (IPC). [7]

Como señalaron los investigadores del Harvard Stem Cell Institute, los investigadores obtuvieron fibroblastos de un ratón con anemia de células falciformes y, utilizando un virus, "reprogramaron estas células en [células madre] pluripotentes, corrigieron la deficiencia genética mediante recombinación homóloga y redirigieron estas células pluripotentes. células hacia los linajes hematopoyéticos, y trasplantaron estas células manipuladas a ratones irradiados letalmente ". [7] Los animales que recibieron el tratamiento con células madre de fibroblastos mostraron niveles aumentados de actividad, lo que indica recuperación del trastorno. [7]

Ver también [ editar ]

  • Fibroblastos
  • Queratocito corneal
  • Células madre
  • Célula madre pluripotente inducida
  • Clúster de diferenciación
  • la matriz extracelular
  • dermis
  • hipodermis

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Herida y curación" . Ciencia de la piel . L'Oreal. Archivado desde el original el 25 de abril de 2012 . Consultado el 2 de octubre de 2011 .
  2. ^ Darling, David (10 de septiembre de 2011). "Hipodermis" . Enciclopedia de la ciencia .
  3. ^ a b c Shamis, Yulia; Hewitt, Kyle J; Carlson, Mark W; Margvelashvilli, Mariam; Dong, Shumin; Kuo, Catherine K; Daheron, Laurence; Egles, Christophe; Garlick, Jonathan A (2011). "Los fibroblastos derivados de células madre embrionarias humanas dirigen el desarrollo y la reparación de equivalentes de piel humana 3D" . Investigación y terapia con células madre . 2 (1): 10. doi : 10.1186 / scrt51 . PMC 3092150 . PMID 21338517 .  
  4. ^ a b c d e Alberts, B .; A. Johnson; J. Lewis (2002). "Fibroblastos y sus transformaciones: la familia de células de tejido conectivo" . Microbiología de la célula (4ª ed.). Nueva York: Garland Science.
  5. ^ Hinz, Boris; Phan, Sem H .; Thannickal, Victor J .; Galli, Andrea; Bochaton-Piallat, Marie-Luce; Gabbiani, Giulio (2007). "El miofibroblasto" . La Revista Estadounidense de Patología . 170 (6): 1807–16. doi : 10.2353 / ajpath.2007.070112 . PMC 1899462 . PMID 17525249 .  
  6. ^ a b c d Akita, Sadanori; Akino, Kozo; Imaizumi, Toshifumi; Hirano, Akiyoshi (2008). "El factor de crecimiento de fibroblastos básico acelera y mejora la cicatrización de heridas por quemaduras de segundo grado". Reparación y regeneración de heridas . 16 (5): 635–41. doi : 10.1111 / j.1524-475X.2008.00414.x . PMID 19128258 . 
  7. ^ a b c d e f Lapouge, Gaelle; Blanpain, Cédric (2008). Silberstein, Leslie (ed.). "Aplicaciones médicas de las células madre epidérmicas" . StemBook . doi : 10.3824 / stembook.1.27.1 .
  8. ^ Sierra, David H .; Feldman, Dale S .; Saltz, Renato; Huang, Shu (1992). "Un método para determinar la resistencia al cizallamiento de los selladores de fibrina". Revista de biomateriales aplicados . 3 (2): 147–51. doi : 10.1002 / jab.770030210 . PMID 10147711 . 
  9. ↑ Azadani, Ali N .; Matthews, Peter B .; Ge, Liang; Shen, Ye; Jhun, Choon-Sik; Guy, T. Sloane; Tseng, Elaine E. (2009). "Propiedades mecánicas de las colas quirúrgicas utilizadas en el reemplazo de la raíz aórtica". Los anales de la cirugía torácica . 87 (4): 1154–60. doi : 10.1016 / j.athoracsur.2008.12.072 . PMID 19324142 . 
  10. ^ Wenger, Marco PE; Bozec, Laurent; Horton, Michael A .; Mesquida, Patrick (2007). "Propiedades mecánicas de las fibrillas de colágeno ☆" . Revista biofísica . 93 (4): 1255–63. doi : 10.1529 / biophysj.106.103192 . PMC 1929027 . PMID 17526569 .  

Enlaces externos [ editar ]

  • Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian, eds. (2002). "Fibroblastos y sus transformaciones: la familia de células de tejido conectivo" . Biología molecular de la célula (4ª ed.). Nueva York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  • Akita, Sadanori; Akino, Kozo; Imaizumi, Toshifumi; Hirano, Akiyoshi (2008). "El factor de crecimiento de fibroblastos básico acelera y mejora la cicatrización de heridas por quemaduras de segundo grado". Reparación y regeneración de heridas . 16 (5): 635–41. doi : 10.1111 / j.1524-475X.2008.00414.x . PMID  19128258 .
  • Phan, SH (2008). "Biología de fibroblastos y miofibroblastos" . Actas de la American Thoracic Society . 5 (3): 334–7. doi : 10.1513 / pats.200708-146DR . PMC  2645244 . PMID  18403329 .
  • Lapouge, Gaelle; Blanpain, Cédric (18 de septiembre de 2008). Silberstein, Leslie (ed.). "Aplicaciones médicas de las células madre epidérmicas" .