Por que o cabelo fica grisalho? Pesquisa revela o papel das células-tronco “aprisionadas”

Um estudo realizado por pesquisadores da NYU Grossman School of Medicine descobriu que as células-tronco de melanócitos (McSCs) perdem sua capacidade de se mover entre os folículos pilosos à medida que as pessoas envelhecem, levando ao envelhecimento dos cabelos. Restaurar a motilidade McSC ou movê-los de volta para a região germinal pode prevenir ou prevenir o envelhecimento do cabelo em humanos.

Algumas células-tronco têm a capacidade única de se mover entre as zonas de crescimento nos folículos capilares, mas ficam presas à medida que as pessoas envelhecem e perdem a capacidade de amadurecer e manter a cor do cabelo, mostra um novo estudo.

Liderado por pesquisadores da NYU Grossman School of Medicine, o novo trabalho se concentrou em células da pele de camundongos e também encontradas em humanos chamadas células-tronco de melanócitos, ou McSCs. A cor do cabelo é controlada por pools de McSCs dormentes, mas em proliferação contínua, dentro dos folículos capilares, que recebem o sinal para se tornarem células maduras, que tornam os pigmentos proteicos responsáveis ​​pela cor.

Publica na revista Natureza Em 19 de abril, um novo estudo mostrou que os McSCs são notavelmente plásticos. Isso significa que, durante o crescimento normal do cabelo, essas células estão constantemente se movendo para frente e para trás ao longo do eixo de maturação à medida que passam entre as áreas do folículo piloso em crescimento. É dentro desses compartimentos que as McSCs são expostas a diferentes níveis de sinais de proteínas que afetam a maturação.

Especificamente, a equipe de pesquisa descobriu que as McSCs mudam entre seu estágio de célula-tronco mais primitivo e seu próximo estágio de maturação, seu estágio de proliferação de transporte e sua localização.

As células-tronco que pigmentam o cabelo (à esquerda, em rosa) devem estar presentes no compartimento do germe do cabelo para serem ativadas e se transformarem em pigmento (à direita). Crédito: Springer-Nature Publishing ou cortesia da Nature Magazine

Os pesquisadores descobriram que, à medida que o cabelo envelhece, cai e volta a crescer, um grande número de McSCs fica preso em um compartimento de células-tronco chamado de protuberância do folículo piloso. Lá, eles permanecem intactos, não amadurecem até o estágio de amplificação de trânsito e não retornam ao seu local original no compartimento germinativo, onde as proteínas WNT estimulam a regeneração em células de pigmento.

“Nosso estudo contribui para nossa compreensão fundamental de como as células-tronco de melanócitos colorem o cabelo”, disse Qi Sun, PhD, pós-doutorado na NYU Langone Health. “Os mecanismos recém-descobertos levantam a possibilidade de que o mesmo estado estacionário de células-tronco de melanócitos possa existir em humanos. Se assim for, oferece um caminho potencial para prevenir ou prevenir o envelhecimento do cabelo humano, ajudando as células lotadas a voltarem entre as áreas do crescimento folículo capilar.”

A plasticidade McSC não está presente em outras células-tronco auto-renováveis, como aquelas que formam folículos pilosos, que se movem em apenas uma direção ao longo de uma linha de tempo estabelecida à medida que amadurecem, dizem os pesquisadores. Por exemplo, células foliculares pilosas em trânsito nunca voltam ao seu estado original de células-tronco. Sun diz que isso ajuda a explicar em parte por que o cabelo pode crescer mesmo quando a pigmentação do cabelo falha.

Trabalhos anteriores do mesmo grupo de pesquisa na NYU mostraram que a sinalização WNT é necessária para que as McSCs amadureçam e produzam pigmento. Esse estudo mostrou que os McSCs são vários trilhões de vezes menos expostos à sinalização WNT no inchaço do folículo piloso do que no compartimento do germe capilar localizado diretamente abaixo do folículo piloso.

Em experimentos recentes em camundongos envelhecidos fisicamente por arrancamento e crescimento forçado, o número de folículos pilosos com McSCs aumentou de 15% na inflamação folicular para quase metade após o arrancamento após o envelhecimento forçado. Essas células são incapazes de se regenerar ou amadurecer em melanócitos produtores de pigmento.

Os pesquisadores descobriram que os McSCs aprisionados pararam seu comportamento regenerativo porque não estavam mais expostos a tanta sinalização WNT, então sua capacidade de produzir pigmento em novos folículos capilares continuou a crescer.

Em contraste, outras McSCs que se movem para frente e para trás entre a inflamação folicular e os germes do cabelo retêm a capacidade de se regenerar como McSCs, amadurecer em melanócitos e produzir pigmento durante todo o período de estudo de dois anos.

“A perda da atividade camaleônica nas células-tronco dos melanócitos pode ser responsável pelo envelhecimento e perda da cor do cabelo”, diz Ronald O. disse o investigador sênior Mayumi Ito, Ph.D., professor do Departamento de Dermatologia e Departamento de Dermatologia de Perelman. em Biologia Celular na NYU Langone Health.

“Essas descobertas sugerem que a motilidade das células-tronco dos melanócitos e a diferenciação reversível são importantes para manter a saúde e a cor do cabelo”, disse Ito, que também é professor do Departamento de Biologia Celular da NYU Langone.

A equipe planeja investigar mecanismos para restaurar a motilidade dos McSCs, ou movê-los fisicamente para seu compartimento germinativo, onde podem produzir pigmento.

Para o estudo, os pesquisadores usaram as mais recentes técnicas de imagem intravital 3D e scRNA-seq para rastrear células em tempo quase real à medida que envelhecem e se movem dentro de cada folículo piloso.

Referências: Gui Sun, Wendy Lee, Hai Hu, Tatsuya Ogawa, Sophie de Leon, Iona Cathys, Chae Ho Lim, Makoto Taeko, Michael Camer, M. Kay, Sarah E. “Diferenciação mantém células-tronco melanócitos em um espaço dinâmico” por Mark L. Taketo, Denise L. Taketo, Denise, Wendy Lee, Hai Hu. Miller e Mayumi Ito, 19 de abril de 2023, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-023-05960-6

Financiamento para o estudo foi fornecido pelo National Institutes of Health. e o Departamento de Defesa oferece W81XWH2110435 e W81XWH2110510.

Além de Sun e Ito, outros pesquisadores da NYU Langone envolvidos no estudo incluem os co-investigadores Wendy Lee, Hai Hu, Tatsuya Ogawa, Sophie de Leon, Iona Katehis, Chae Ho Lim, Makoto Taeko, Michael Camer e Denise K. Outros co-investigadores do estudo são M. da Universidade de Kyoto, no Japão. Mark Taketo e Sarah Miller na Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai, em Nova York.