Por primera vez, los científicos logran cultivar folículos pilosos en el laboratorio.

Un equipo de investigadores de Japón que estudia los procesos de crecimiento del folículo piloso y la pigmentación del cabello ha logrado generar folículos pilosos en cultivos.

Su modelo de folículo piloso in vitro contribuye a la comprensión del desarrollo del folículo piloso, lo que podría contribuir al desarrollo de aplicaciones útiles en el tratamiento de los trastornos de la caída del cabello, la experimentación con animales y la detección de fármacos.

A medida que el embrión se desarrolla, se producen interacciones entre la capa externa de la piel, llamada capa epidérmica, y el tejido conectivo, llamado mesénquima.

Estas interacciones funcionan como una especie de sistema de mensajería para desencadenar la morfogénesis del folículo piloso. La morfogénesis es el proceso en el que las células de un organismo se organizan en tejidos y órganos.

Durante las últimas décadas, los científicos han explorado los mecanismos cruciales relacionados con el desarrollo del folículo piloso utilizando modelos animales.

Dado que la comprensión plena de estos mecanismos de desarrollo del folículo piloso sigue siendo un reto, la morfogénesis del folículo piloso no se ha reproducido con éxito en una placa de cultivo en un laboratorio.

Más recientemente, los cultivos de organoides han recibido una amplia atención. Los organoides son versiones minúsculas y sencillas de un órgano, que los científicos producen y utilizan para estudiar el desarrollo y la patología de tejidos y órganos en una placa de cultivo de laboratorio.

«Los organoides son una herramienta prometedora para dilucidar los mecanismos de morfogénesis del folículo piloso in vitro», afirma Tatsuto Kageyama, profesor adjunto de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Yokohama.

El equipo de investigación fabricó organoides de folículos pilosos controlando la estructura generada a partir de los dos tipos de células embrionarias utilizando una concentración bastante baja de matrices extracelulares.

La matriz extracelular es el armazón del cuerpo que proporciona estructura a las células y los tejidos. Las matrices extracelulares ajustaron el espacio entre los dos tipos de células embrionarias de una forma de campana a una configuración de núcleo.

Los folículos pilosos recién formados con características típicas surgieron en grupos con forma de núcleo. Estos grupos con forma de núcleo aumentan el área de contacto entre dos regiones celulares para mejorar los mecanismos que contribuyen al crecimiento del folículo piloso.

El sistema de cultivo de organoides que desarrolló el equipo de investigación generó folículos pilosos y tallos de cabello con una eficacia de casi el 100%.

Los organoides del folículo piloso produjeron folículos pilosos completamente maduros con tallos de pelo largos (de aproximadamente 3 mm de longitud en 23 días de cultivo).

A medida que se producía este crecimiento, los investigadores pudieron controlar la morfogénesis del folículo piloso y la pigmentación del cabello in vitro y comprender las vías de señalización implicadas en los procesos.

Los investigadores examinaron la viabilidad de los organoides del folículo piloso para el cribado de fármacos y la medicina regenerativa. A continuación, añadieron al medio de cultivo un fármaco estimulante de los melanocitos, que desempeña un papel clave en la producción de la pigmentación del color del cabello.

Con la adición de este fármaco, los investigadores mejoraron significativamente la pigmentación del cabello de las fibras capilares. Además, al trasplantar los organoides del folículo piloso, consiguieron una regeneración eficaz de los folículos pilosos con ciclos de pelo repetidos.

Creen que el modelo de folículo piloso in vitro podría resultar valioso para comprender mejor la inducción del folículo piloso, para evaluar la pigmentación del cabello y los fármacos para su crecimiento, y para regenerar los folículos pilosos.

Los hallazgos de los investigadores también podrían ser relevantes para otros sistemas de órganos y contribuir a la comprensión de cómo se desarrollan los procesos fisiológicos y patológicos.

De cara a futuras investigaciones, el equipo tiene previsto optimizar su sistema de cultivo de organoides con células humanas.

«Nuestro siguiente paso es utilizar células de origen humano y aplicarlas al desarrollo de fármacos y a la medicina regenerativa», afirma Junji Fukuda, profesor de la facultad de ingeniería de la Universidad Nacional de Yokohama.

Sus futuras investigaciones podrían abrir nuevas vías de investigación para el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento de los trastornos de la caída del cabello, como la alopecia androgénica, frecuente tanto en hombres como en mujeres.

Referencia: Tatsuto Kageyama, Akihiro Shimizu, Riki Anakama, et al. «Reprogramming of three-dimensional microenvironments for in vitro hair follicle induction». Science Advances, 21 Oct 2022.

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