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In un nuovo studio, i ricercatori di Yale adottano un approccio unico per identificare i segnali molecolari che inducono un fattore scatenante critico per la formazione e la rigenerazione del follicolo pilifero.
I risultati potrebbero rivelarsi cruciali per lo sviluppo di nuove terapie per la ricrescita dei capelli e fornire un modello per svelare altri misteri della crescita dei tessuti a livello cellulare.
"Questo è un problema vecchio di decenni che è stato irrisolvibile perché la formazione del condensato dermico, il centro di segnalazione che induce la crescita e la differenziazione dei follicoli piliferi, è stato difficile da visualizzare e catturare a causa della velocità con cui si formano", ha affermato il dott. Peggy Myung, professore associato di dermatologia alla Yale School of Medicine e autrice senior del nuovo studio sulla rivista Developmental Cell.
I condensati cutanei (DC) sono ammassi di cellule densamente imballati, situati sotto lo strato esterno della pelle. Le DC agiscono come comandanti centrali dell'attività del follicolo pilifero inviando segnali allo strato esterno della pelle, istruendola a formare follicoli piliferi e determinando le dimensioni del follicolo.
Svelare i passaggi che inducono la formazione di DC è stata una sfida importante per i ricercatori, perché il processo è difficile da tracciare nel tempo e separare sperimentalmente. Il superamento di questa barriera, hanno affermato i ricercatori, potrebbe aprire la porta a metodi efficaci per riprodurre le DC per testare nuovi farmaci per la caduta dei capelli e per generare follicoli piliferi in modelli di coltura 3D.
Per lo studio, Myung e i suoi colleghi, tra cui Yuval Kluger, un professore di patologia a Yale che è affiliato al programma di matematica applicata dell'università, hanno adottato un approccio unico allo studio dei DC.
Utilizzando i dati di sequenziamento dell'RNA a cellula singola dalla pelle del topo, hanno progettato un approccio computazionale per allineare una serie di "istantanee" del profilo di una cellula per ricostruire il corso temporale dello sviluppo delle DC. Ciò ha fornito una tabella di marcia che delinea come una cellula dermica immatura guida se stessa verso la maturità. Ancora più importante, l'approccio ha consentito ai ricercatori di studiare i segnali molecolari che fungono da motori nel processo. Combinando le loro scoperte computazionali con esperimenti genetici in vivo, sono stati in grado di definire i segnali critici coinvolti nella formazione di DC.
"Mostriamo che ci sono due segnali determinanti che guidano il processo", ha detto Myung. "È interessante notare che questi sono segnali che in genere si pensa si oppongano l'uno all'altro, ma in questo caso cooperano per indurre il processo di genesi della DC".
Uno dei segnali è noto come Wnt e l'altro è chiamato "sonic hedgehog" o SHH. Entrambi i segnali sono considerati essenziali nello sviluppo di molti tipi di tessuto e svolgono un ruolo nella regolazione dell'omeostasi e della rigenerazione dei tessuti adulti. Sono anche implicati in stati patologici come il cancro quando sono iperattivati in modo anomalo.
Per lo studio, i ricercatori sono stati in grado di modulare geneticamente questi segnali per ridurre la velocità di formazione di CC, riproducendo efficacemente il processo di formazione di CC al rallentatore.
"Questo lavoro aiuterà a spianare la strada allo sviluppo di metodi robusti per ricreare le DC in laboratorio e per la rigenerazione del follicolo pilifero adulto", ha affermato Myung. "Mostra anche come i metodi computazionali possono essere utilizzati per comprendere segnali e comportamenti cellulari che in precedenza erano impossibili da catturare".
Il primo autore dello studio è Rihao Qu di Yale. I coautori dello studio sono Danni Dong, Yiqun Jiang, Boris Landa, Charles Saez, Gwendolyn Strickland e Pei-lun Weng, tutti di Yale; Khusali Gupta dell'Università del Massachusetts; Jonathan Levinsohn dell'ospedale pediatrico della Pennsylvania; e M. Mark Taketo dell'Università di Kyoto.
Myung e Kluger sono anche affiliati allo Yale Cancer Center.
La ricerca è stata supportata dal National Institutes of Health e dall'American Cancer Society.
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