Leche de dientes: un cambio de profesión para las células

¿Cuántas células hay en el cuerpo humano? Algunas fuentes creen que hay alrededor de 100 billones de ellas, mientras que otras, 37.2. Quien tenga razón, cualquiera de estas opciones es increíble. Las células en el cuerpo de cualquier criatura viviente realizan una variedad de funciones, dependiendo de su lugar de origen. Células del sistema nervioso, es decir. Las neuronas funcionan como mini computadoras que recopilan, almacenan, procesan y transmiten información a través de reacciones eléctricas y químicas. Glóbulos rojos, es decir Los glóbulos rojos transportan oxígeno vital por todo el cuerpo. La lista puede continuar, pero la esencia es simple: cada celda tiene su propia especificación clara, programa, por así decirlo, que seguirá toda su existencia. ¿O no es así? Científicos de la Universidad de Zúrich (Suiza) descubrieron que las células madre epiteliales dentales de ratones pueden cambiar su profesión bajo la influencia de factores externos y volverse a formar en células de glándulas mamarias. ¿Cómo lograron exactamente los científicos descubrir qué tan complicado es el procedimiento para cambiar la especificación celular y qué tan significativo es este descubrimiento para el tratamiento de pacientes con cáncer de seno? Encontraremos respuestas a estas preguntas en el informe del grupo de investigación. Vamos

Base de estudio

¿Qué tienen en común la piel y los dientes? Existe la hipótesis de que los dientes, como las glándulas sebáceas, mamarias y sudoríparas, el cabello y las uñas, son apéndices ectodérmicos. Todos estos elementos derivados (apéndices) tienen su propia estructura única, desarrollándose como resultado de enlaces cruzados moleculares continuos entre el epitelio y el mesénquima * .

Mesenquima * : una colección de células que tienen características morfológicas similares en una determinada etapa del desarrollo intrauterino, pero posteriormente estas células pertenecerán a diferentes grupos según la diferenciación celular, es decir. Tienen diferentes funciones.

En las primeras etapas del desarrollo del organismo, todos estos órganos, por lo tanto, sus células, tienen características muy similares, pero en las etapas posteriores del desarrollo, la reorganización molecular determina su carrera. Los cambios en la expresión de las moléculas reguladoras pueden llevar al hecho de que una célula que se desarrolla a lo largo de una línea la cambiará dramáticamente.

Otro aspecto común para todos los órganos ectodérmicos es la presencia de una población de células madre que puede generar varios tipos de células necesarias para la homeostasis y la regeneración a lo largo del ciclo de vida.

Experimentos recientes han permitido la identificación de diferentes poblaciones de células madre epiteliales mediante el seguimiento de la línea genética en órganos como el cabello, las glándulas mamarias y los dientes.

Hablando específicamente sobre los dientes, en humanos, desafortunadamente, no se regeneran, no vuelven a crecer y no se actualizan (para deleite de los dentistas privados). Pero en los roedores, los incisivos crecen constantemente. Se encontraron células madre epiteliales (DESC) multipotentes * que expresan marcadores de células madre Gli1, Bmi1 y Sox2 en los extremos posteriores de los incisivos de ratón.

Las células madre multipotentes * dan lugar a células de diferentes tejidos, pero la variedad de sus especies se limita a los límites de una hoja germinal.

Es lógico que estas células madre puedan generar todas las células epiteliales dentales. ¿Pero pueden crear algo más?

Los investigadores recuerdan que para identificar las células madre epiteliales y evaluar su plasticidad durante la regeneración de tejidos, el análisis de laboratorio por trasplante celular se usa con mayor frecuencia, y las glándulas mamarias son ideales como objeto de análisis. Durante el estudio de la regeneración mamaria, los fragmentos epiteliales obtenidos de ella o células epiteliales desagregadas (divididas en partes) se trasplantan en mesénquima mamario no epitelial, es decir. en el revestimiento graso, para generar estructuras epiteliales ductales funcionales. En otras palabras, las células de la glándula joven transforman las células del revestimiento graso en las de su propia especie, dándoles sus funciones.

Pero este análisis clásico se basa en el uso de células mamarias funcionales y células no funcionales, nuevamente, glándulas mamarias. En el estudio que estamos considerando hoy, los científicos fueron más allá y decidieron llevar a cabo la llamada recombinación de células quiméricas, utilizando células madre epiteliales dentales (DESC).

Experimentos similares ya se han llevado a cabo previamente utilizando neuronas, células de médula ósea, ovarios e incluso células cancerosas. Sin embargo, los resultados no fueron los más alentadores. El hecho es que estas células epiteliales no mamarias no crecieron en la estructura de la glándula mamaria sin el apoyo de las células epiteliales mamarias (MEC - células epiteliales mamarias ). Además, las células resultantes no podían generar conductos lácteos. En pocas palabras, estas células se convirtieron en células mamarias, pero no funcionales.

Pero los científicos de Zurich en su trabajo lograron lograr uno sin precedentes: forzar a las células madre epiteliales dentales a generar líneas celulares no dentales. Considere cómo tuvieron éxito.

Resultados de la investigación

Como en los estudios de laboratorio clásicos, el método de regeneración mamaria se utilizó en este trabajo para evaluar la plasticidad de las células DESC, así como su capacidad para generar células epiteliales mamarias después del trasplante en grasa corporal ( 1A ).


Imagen No. 1

Los marcadores que expresan DESC de las células epiteliales y madre ( 1B ) se obtuvieron del asa cervical * de los dientes incisivos utilizando proteína verde fluorescente (GFP) para su identificación.

El asa cervical * es el área del órgano del esmalte en el diente en desarrollo, donde se unen los epitelios externo e interno del esmalte.

Los DESC resultantes se mezclaron con células epiteliales mamarias primarias (MEC) y se introdujeron en almohadillas grasas no epiteliales de la glándula mamaria de ratones inmunocomprometidos con el gen RAG1 (gen activador de recombinación).

Las líneas celulares obtenidas de estas dos poblaciones celulares se determinaron mediante la expresión de GFP para DESC y la expresión inducida por lentivirus de la proteína fluorescente DsRed para MEC.

Como grupo de control, se usaron ratones que recibieron inyecciones de solo células MEC.

Ocho semanas después del trasplante ( 1C - 1I ) y 16.5 días de embarazo ( 1J y 1K ), las células mamarias DESC y MEC formaron estructuras de conductos quiméricos que consisten en células positivas para GFP derivadas de células MEC positivas para DESC y DsRed en las glándulas mamarias.

Luego, los científicos decidieron realizar un análisis más detallado de la distribución de DESC trasplantado en el desarrollo de conductos quiméricos. Para esto, se realizó una tinción de inmunofluorescencia doble para GFP y queratina 14 (Krt14), que son marcadores de células basales / mioepiteliales en la glándula mamaria adulta.


Imagen No. 2

Se observaron células positivas para GFP en los compartimientos mioepitelial * positivo Krt14 * y luminal * negativo Krt14 * ( 2C - 2K ).

Células mioepiteliales * : expresan proteínas características del epitelio ectodérmico y las células del músculo liso. Este tipo de célula rodea las secciones secretoras y los conductos excretores de las glándulas mamarias, salivales, lagrimales y sudoríparas.

Células luminales * : recubren la superficie apical (apical) del conducto lácteo normal y tienen propiedades secretoras. La mayoría de los tipos de cáncer de seno surgen de las células luminales.

El compartimento * es el espacio dentro de la célula, rodeado por una membrana y asociado con el desempeño de una función celular específica.

De todos los compartimentos epiteliales de los conductos quiméricos de la glándula mamaria, aproximadamente el 20% de las células descendían de DESC. Los científicos nos recuerdan que el epitelio luminal de la glándula mamaria es una estructura muy compleja de varias poblaciones celulares que se puede clasificar en dos grupos: ductal y alveolar.

Las células ductales recubren los conductos epiteliales. Entre estas células, hay aquellas que expresan receptores de estrógenos alfa. Son responsables de la activación de la señalización paracrina (con respecto a la conexión de las células en un órgano en particular), necesaria para alargar el epitelio de la glándula mamaria cuando se expone a los estrógenos de la pubertad.

Las células alveolares, a su vez, son la base de los procesos alveolares que secretan leche que ocurren al final del embarazo.

La inmunofluorescencia doble para GFP (proteína fluorescente verde) y ER (receptor de estrógenos) en el epitelio quimérico mostró que las células positivas para GFP pueden producir células luminales ER positivas y negativas para ER ( 2L - 2N ).

La capacidad de las células positivas para GFP para inducir la formación de células luminales se confirmó adicionalmente mediante tinción de inmunofluorescencia doble para GFP y queratina 8.

Una de las observaciones más importantes durante la inmunofluorescencia y el análisis inmunohistoquímico fue que las células DESC positivas para GFP pueden transformarse en células alveolares positivas para β- caseína * positivas con fenotipo completamente funcional que producen leche ( 2O - 2R ).

La caseína * es una de las principales proteínas en la leche (40% en la leche humana).

En la siguiente etapa del estudio, los científicos decidieron verificar cuán flexibles son las células DESC y si pueden reprogramar la regeneración de conductos en ausencia de epitelio mamario.

Para esto, se realizó un análisis de laboratorio por el método de trasplante de células, pero sin el uso de células epiteliales de mama, cuando se inyectó DESC directamente en el revestimiento de grasa ( 3A ).


Imagen No. 3

El análisis de fluorescencia de toda la estructura (sin disección) reveló la formación de estructuras epiteliales ramificadas pequeñas que expresan GFP ( 3B ). La inmunofluorescencia para GFP y el análisis histológico detallado mostraron que estas formaciones surgieron exclusivamente de células originadas en DESC ( 3E ), y que estaban rodeadas de tejido fibroso (conectivo) denso ( 3C y 3D ).

La morfología de las células que componen los conductos rudimentarios era bastante diversa: desde aplanadas hasta columnas ( 3D ). Para un análisis más detallado de estas formaciones, se evaluó la distribución de Krt14 y ER.

El análisis de inmunofluorescencia mostró que estas estructuras consisten en células luminales que expresan Krt8 y células mioepiteliales positivas para Krt14 ( 3F y 3G ). También se encontraron células que expresan ER en el epitelio de estos conductos, pero su expresión fue significativamente menor que en formaciones epiteliales mamarias quiméricas completamente desarrolladas ( 3H ).

La expresión de caseína también se ha detectado en algunos conductos que se originan a partir de DESC incrustado ( 3I ). Esto sugiere que las células obtenidas son bastante capaces de iniciar la diferenciación en la dirección de las células alveolares productoras de leche.

Una observación aún más interesante fue la expresión de amelogenina, que es un marcador típico de diferenciación de ameloblastos ( 3J ). El hecho es que estas células pertenecen a los productores de los componentes orgánicos del esmalte dental. Por lo tanto, se puede suponer que hay al menos una memoria celular parcial de su origen, a pesar del cambio en la especificación celular.

Desafortunadamente, algunas de las estructuras creadas se transformaron en formaciones quísticas ( 3K - 3M ), que se caracterizan por células epiteliales aplanadas que forman una monocapa ( 3L y 3M ). En esta etapa del estudio, tales formaciones quísticas ocurrieron en el 80% de los casos, sin embargo, este indicador disminuirá durante la mejora de la técnica.


Imagen No. 4

Durante el trasplante de células DESC, se observó con bastante frecuencia la formación de tejido fibroso denso. Se encontró fibrosis en algunas almohadillas de grasa mamaria donde se introdujeron MEC y DESC, así como en todas las almohadillas de grasa cuando solo se introdujo DESC ( 4A y 4B ). El tejido no epitelial que rodeaba los conductos estaba compuesto por una red muy densa de fibras de colágeno, como lo muestra la tinción tricrómica de Masson * (4C y 4D).

La tinción tricrómica de Masson * es un método en histología, cuando varios tejidos se tiñen en diferentes colores, lo que permite determinar claramente su presencia / ausencia, prevalencia y concentración.

Para determinar el origen del tejido fibroso, se realizó una tinción de inmunofluorescencia doble para GFP (proteína fluorescente verde) y SMA (actina de músculo liso), que es un marcador de miofibroblastos * asociado con tejido fibroso

Myofibroblast * es un tipo de célula que se asemeja simultáneamente a fibroblastos y una célula de músculo liso. En caso de daño tisular, los fibroblastos están involucrados en la curación, apretando la herida.

Se encontraron células positivas para GFP y positivas para SMA derivadas de DESC en los componentes no epiteliales de la glándula mamaria, es decir, en el tejido fibroso que rodea los conductos y quistes ( 4E y 4F ).

Además, la fibronectina (glucoproteína de la matriz extracelular), que es el componente principal del estroma mamario y el tejido fibroso ( 4G ), también se detectó en los tejidos que rodean los conductos y quistes. Los tejidos positivos para GFP y positivos para fibronectina también estaban presentes alrededor de los conductos en tejido fibroso ( 4H ).

Para un conocimiento más detallado de los matices del estudio, le recomiendo que consulte el informe de los científicos .

Epílogo

Resumiendo todo lo anterior, se puede afirmar inequívocamente que las células madre epiteliales dentales pueden generar todas las líneas de células epiteliales de mama en el proceso de regeneración de los conductos de la glándula mamaria. Esto indica su plasticidad y el potencial de diferenciación a lo largo de varias líneas.

Un descubrimiento aún más importante es el hecho de que, por el momento, solo las células DESC pueden iniciar la morfogénesis de ramas específicas de la mama en ausencia de cualquier epitelio mamario. Con un grado tan alto de plasticidad, DESC puede usarse en la regeneración de tejidos que no tienen nada que ver con los dientes.

Además, este trabajo ha demostrado nuevos métodos para lidiar con las consecuencias del tratamiento radical para el cáncer de seno. Por supuesto, muchos científicos ahora se centran en encontrar tratamientos para el cáncer en sí. Sin embargo, aunque estos métodos milagrosos no se han implementado, la creación de una técnica que permita la regeneración del tejido perdido debido a la intervención quirúrgica merece especial atención.



El cáncer de mama, como cualquier otro tipo de oncología, es una enfermedad terrible que destruye la salud física y mental de una persona. Y mientras los médicos tratan y los científicos buscan nuevas herramientas para combatir la enfermedad, los familiares y amigos de los pacientes que padecen esta enfermedad deben brindarles su amor, atención y apoyo. Sí, las palabras amables no podrán destruir las células cancerosas, pero pueden disipar la tristeza, la tristeza, una sensación de desesperanza y dar fe en el futuro y fe en la recuperación. Y la fe en la recuperación es el primer paso para lograrlo.

Gracias por su atención, sigan curiosos, amen a sus seres queridos y tengan una buena semana de trabajo, muchachos. :)

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