Científicos de Northwestern Medicine han desvelado un mecanismo fundamental que permite a las células responsables del crecimiento del cabello percibir las fuerzas físicas de su entorno y utilizar esa información para regular su crecimiento, según un estudio publicado en Science Advances.
Las células madre de los folículos pilosos (HF-SCs) son células de larga duración que residen en los folículos pilosos y son responsables del crecimiento y regeneración del cabello a lo largo de la vida de una persona. En muchos tejidos, incluidas las estructuras capilares, estas células madre pasan la mayor parte de su tiempo en un estado de reposo. Comprender cómo mantienen este estado es crucial para el desarrollo de tratamientos contra la pérdida de cabello y para la curación de heridas, según Rui Yi, Ph.D., profesor de Patología y Dermatología.
El papel de PIEZO1 en la regulación del crecimiento capilar
El Dr. Yi, autor principal del estudio, explica que uno de los grandes interrogantes ha sido cómo las células perciben la fuerza mecánica y cómo traducen esa fuerza en señales que les indiquen qué hacer. En la investigación, se observó que las HF-SCs en ratones utilizan el canal iónico PIEZO1 para detectar fuerzas mecánicas, como la tensión entre células o la presión de los tejidos circundantes. PIEZO1 es un canal iónico mecanosensible, lo que significa que se abre en respuesta a fuerzas físicas y permite que los iones de calcio fluyan hacia el interior de la célula.
Mediante técnicas avanzadas de imagen, los investigadores analizaron el flujo de calcio hacia las células. Las HF-SCs están conectadas entre sí a través de una proteína llamada E-cadherina, que actúa como un «Velcro» molecular. Se descubrió que cuando E-cadherina es sometida a una fuerza de aproximadamente 20 picoNewtons (un billonésimo de Newton), PIEZO1 se activa.
Esta activación provoca pequeñas ráfagas de calcio, conocidas como «flickers de calcio», que entran en la célula. Estas señales de calcio son cruciales para mantener a las células madre en su estado de reposo. Cuando se eliminó el gen PIEZO1 en estas células madre, se observó que recibían menos señales de calcio y eran más propensas a salir de su estado de inactividad. Esto sugiere que PIEZO1 es esencial para mantener el equilibrio entre el reposo y el crecimiento en las HF-SCs.
Además, utilizando análisis genómicos de células individuales, el equipo identificó una red de genes controlados por PIEZO1. Dos actores clave en esta red son AP1 y NFATC1, genes que codifican factores de transcripción que ayudan a regular genes implicados en la estructura celular y la adhesión. Estos genes refuerzan el entorno mecánico único que necesitan las HF-SCs para permanecer inactivas.
Según Yi, la función de PIEZO1 parece ser la de medir la intensidad de la fuerza que rodea a la célula madre y, a su vez, activar la expresión de más genes para asegurar que se mantenga la propiedad mecánica adecuada. Estos hallazgos abren nuevas posibilidades para manipular el comportamiento de las células madre en medicina regenerativa y en la investigación sobre el envejecimiento.
El Dr. Yi concluye que la percepción de la fuerza mecánica y la regulación que sigue son cruciales para controlar la actividad de las células madre de los folículos pilosos. A medida que envejecemos, la frecuencia del crecimiento capilar disminuye. El objetivo es investigar si se pueden aprovechar estos hallazgos manipulando fuerzas mecánicas específicas para estimular la división o activación de las células madre.
Aunque el estudio se realizó en ratones, Yi espera poder confirmar estos hallazgos en humanos en un futuro cercano. «Este estudio fue realizado en ratones como prueba de principio. Quizás algún día podamos comenzar a tratar trastornos de pérdida de cabello en humanos», concluye.
Más información:
Jingjing Wang et al, PIEZO1-mediated calcium signaling reinforces mechanical properties of hair follicle stem cells to promote quiescence, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt2771
