Cuando la piel se lesiona, el instinto de supervivencia de las células madre entra en acción. Una nueva investigación muestra que un simple aminoácido, la serina, ayuda a alejar a las células madre del crecimiento del cabello y, en cambio, promueve la curación de heridas, lo que abre la puerta a nuevos tratamientos para las heridas crónicas.
Las células madre del folículo piloso (HFSC) son células que se renuevan constantemente y son responsables de dos funciones corporales importantes: mantener el ciclo de crecimiento del cabello a través de la regeneración del folículo piloso y regenerar el tejido de la piel para ayudar en la cicatrización de heridas.
Un nuevo estudio dirigido por la Universidad Rockefeller de Nueva York exploró cómo el aminoácido no esencial serina afecta el comportamiento de las HFSC y descubrió que cuando los niveles de serina son bajos, las células priorizan la curación de las heridas sobre el crecimiento del cabello.
"La deficiencia de serina desencadena un 'dial' celular altamente sensible que ajusta el destino celular: hacia la piel, lejos del cabello", dijo el autor principal del estudio, Jesse Novak, actual estudiante de medicina en el Programa Tri-Hospital de la Facultad de Medicina Weill Cornell y ex estudiante de doctorado en el Laboratorio de Biología y Desarrollo de Células de Mamíferos de la Universidad Rockefeller. "Nuestros resultados sugieren que podemos controlar los niveles de serina mediante dieta o medicamentos para acelerar la curación de heridas en la piel".
etapas del ciclo de crecimiento del cabello
La serina es un aminoácido no esencial que el cuerpo puede sintetizar por sí solo, pero que también se encuentra en alimentos como la carne, las aves, el pescado, la soja, las nueces y los productos lácteos. La serina es un componente básico de las proteínas y participa en la proliferación celular y en diversas vías metabólicas.
Los investigadores encontraron que en ratones alimentados con una dieta baja en serina y glicina, otro aminoácido, el HFSC ralentizó el crecimiento del cabello y aceleró la reparación de heridas, específicamente el proceso de reepitelización o reparación de la barrera cutánea. Aunque la serina está clasificada como un aminoácido no esencial, las HFSC tendrían dificultades para sobrevivir si no pudieran sintetizar y absorber serina de fuentes externas (es decir, dietéticas).
Los investigadores descubrieron que la respuesta integrada al estrés (ISR) es un programa celular interno que desencadena un cambio en la función HFSC en respuesta al estrés, como una lesión o una deficiencia de serina. Cuando la serina es deficiente, el ISR en las HFSC se activa, lo que hace que estas células se parezcan más a las células madre epidérmicas, lo que ayuda a reconstruir la piel en lugar de realizar sus funciones típicas de crecimiento del cabello.
"La mayoría de las heridas en la piel que encontramos provienen de abrasiones, que destruyen la mitad superior de la piel", dijo Novak. "Esa área alberga un conjunto de células madre que normalmente son responsables de la reparación de heridas. Pero cuando estas células se destruyen, obliga a las células madre del folículo piloso a asumir el papel principal en la reparación. Sabiendo esto, pensamos que el seguimiento de estas células de la piel durante la curación de la herida podría proporcionar un muy buen modelo para probar si los metabolitos regulan todo el proceso y cómo".
Se puede considerar al ISR como un ajustador de volumen. Si los niveles de estrés son altos, como en una lesión o cuando los niveles de serina son bajos, la ISR desvía la función de las HFSC de la producción de cabello hacia la reparación de la piel. Los investigadores descubrieron que mejorar la actividad ISR en ratones con un fármaco que imita los efectos de la deficiencia de serina mejoraba la cicatrización de heridas a expensas de la regeneración del cabello. Por el contrario, la inhibición de la actividad mediante el bloqueo de las proteínas sensibles al ISR revirtió estos efectos relacionados con la piel, lo que confirma el papel central del ISR en este proceso. En modelos de piel humana, se encontraron firmas ISR similares en los bordes de las heridas en proceso de cicatrización, lo que sugiere que el mecanismo se conserva evolutivamente, lo que significa que permanece sin cambios con el tiempo en todas las especies.
"A nadie le gusta perder el cabello, pero cuando se trata de sobrevivir al estrés, reparar la epidermis es fundamental", dijo la Dra. Elaine Fox, directora del Laboratorio de Desarrollo y Biología y Células de Mamíferos de la Universidad Rockefeller y autora correspondiente del estudio. "La falta de un mechón de pelo no es una amenaza para el animal, pero sí una herida sin cicatrizar".
Folículos pilosos en las primeras etapas de regeneración La Universidad Rockefeller/Laboratorio Fox
Los investigadores probaron si altas dosis de serina podrían mejorar el crecimiento del cabello. Desafortunadamente, para quienes sufren pérdida de cabello, los resultados no son tan dramáticos. Cuando los ratones fueron alimentados con seis veces la dosis normal de serina, sus niveles de serina aumentaron sólo un 50%. Resulta que el cuerpo tiene un estricto control sobre este aminoácido.
"Sin embargo, descubrimos que si evitamos que las células madre produzcan su propia serina y reemplazamos sus pérdidas con una dieta rica en serina, podemos rescatar parcialmente el crecimiento del cabello", dijo Novak.
Los hallazgos de los investigadores tienen claras implicaciones prácticas, especialmente en lo que respecta a la curación de heridas. Dirigirse al ISR mediante dieta o medicamentos puede acelerar la curación de quemaduras o heridas crónicas en pacientes con diabetes. Además, comprender el papel del ISR puede proporcionar formas de proteger el crecimiento del cabello, especialmente en la caída del cabello relacionada con el estrés o inducida por lesiones. Sin embargo, debido a que las células cancerosas también explotan vías de respuesta al estrés similares a las del ISR, será fundamental un control cuidadoso de cualquier terapia futura.
Los investigadores seguirán explorando el potencial de la serina para acelerar la cicatrización de heridas y planean probar otros aminoácidos para ver si tienen propiedades similares.
"En general, la capacidad de las células madre para determinar el destino celular en función del nivel de estrés que experimentan puede tener amplias implicaciones sobre cómo los tejidos organizan su capacidad para regenerarse cuando los recursos son escasos", dijo Fox.
La investigación fue publicada en la revista Cell Metabolism.