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Nesta obra de arte, os folículos capilares crescem radialmente a partir de organoides esféricos da pele, que contêm camadas epidérmicas e dérmicas concêntricas (estrutura central). Os organoides da pele se automontam e geram espontaneamente muitas das células progenitoras observadas durante o desenvolvimento normal, incluindo células que expressam a proteína GATA3 nos folículos capilares e na epiderme (vermelho). Jiyoon Lee e Karl R. Koehler
Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Indiana cultivaram o primeiro tecido de pele cultivado em laboratório completo com folículos capilares. Este modelo de pele, desenvolvido com células-tronco de camundongos, se assemelha mais ao cabelo natural do que os modelos existentes e pode ser útil para testar medicamentos, compreender o crescimento do cabelo e reduzir a prática de testes em animais. O trabalho aparece em 2 de janeiro na revista Relatórios de células.
Embora vários métodos de geração de tecido cutâneo em laboratório já tenham sido desenvolvidos, sua capacidade de imitar a pele real é insuficiente. Embora a pele real consista em 20 ou mais tipos de células, esses modelos contêm apenas cerca de cinco ou seis. Mais notavelmente, nenhum desses tecidos cutâneos existentes é capaz de crescer pêlos.
Karl Koehler, professor assistente de otorrinolaringologia na Faculdade de Medicina da Universidade de Indiana, originalmente começou a usar células-tronco pluripotentes de camundongos, que podem se transformar em qualquer tipo de célula do corpo, para criar organoides – órgãos em miniatura in vitro – que modelam o interior. orelha. Mas Koehler e sua equipe descobriram que estavam gerando células da pele além do tecido do ouvido interno, e sua pesquisa mudou no sentido de persuadir as células a produzirem folículos capilares em crescimento.
A pesquisa recente da equipe demonstra que uma única unidade organoide da pele desenvolvida em cultura pode dar origem às camadas da epiderme (superior) e da derme (inferior), que crescem juntas em um processo que permite que os folículos capilares se formem da mesma maneira que eles. faria no corpo de um rato.
“Você pode ver os organoides a olho nu”, diz Koehler. “Parece uma bolinha de fiapos que flutua no meio de cultura. A pele se desenvolve como um cisto esférico, e então os folículos capilares crescem em todas as direções, como sementes de dente-de-leão.”
Embora os pesquisadores não tenham conseguido identificar exatamente quais tipos de pêlos se desenvolveram na superfície do organoide, eles acreditam que a pele desenvolveu uma variedade de tipos de folículos capilares semelhantes aos presentes naturalmente na pelagem de um rato. O próprio organoide da pele consistia em três ou quatro tipos diferentes de células dérmicas e quatro tipos de células epidérmicas – uma combinação diversificada que imita mais a pele do rato do que os tecidos cutâneos desenvolvidos anteriormente.
Ao observar o desenvolvimento deste organoide da pele mais realista, os investigadores aprenderam que as duas camadas de células da pele devem crescer juntas de uma forma específica para que os folículos capilares se desenvolvam. À medida que a epiderme cresceu no meio de cultura, ela começou a adquirir o formato arredondado de um cisto. As células dérmicas então envolveram esses cistos. Quando esse processo foi interrompido, os folículos capilares nunca apareceram.
“Uma coisa que exploramos no artigo é que se destruirmos os organoides e tentarmos juntá-los novamente, eles nem sempre geram folículos capilares”, diz Koehler. “Portanto, achamos que é muito importante que as células se desenvolvam juntas numa fase inicial para formar adequadamente a pele e os folículos capilares.”
Depois de descobrir esta receita para folículos capilares cultivados em laboratório, os pesquisadores devem agora trabalhar para superar um novo obstáculo no estudo do desenvolvimento capilar in vitro – limitações físicas que impedem a queda e a regeneração dos cabelos. A forma do tecido em cultura faz com que os folículos capilares cresçam e se transformem em cistos dérmicos, deixando-os sem onde se desprender. Assim que os investigadores descobrirem como permitir que os folículos capilares completem o seu ciclo natural a partir do ambiente artificial do meio de cultura, Koehler e a sua equipa acreditam que os organoides podem ter implicações importantes para a toxicologia e a medicina. Além disso, Koehler acredita que a técnica organoide da pele do rato poderia ser usada como um modelo para gerar organoides da pele humana.
“Poderia ser potencialmente um modelo superior para testar medicamentos, ou analisar coisas como o desenvolvimento de cancros de pele, num ambiente que seja mais representativo do microambiente in vivo”, diz Koehler. “E isso nos permitiria limitar o número de animais que usamos para pesquisa.”
Referência: “Desenvolvimento do folículo capilar em organoides da pele derivados de células-tronco pluripotentes de camundongo” por Jiyoon Lee, Robert Bӧscke, Pei-Ciao Tang, Byron H. Hartman, Stefan Heller, Karl R. Koehler, 2 de janeiro de 2018, Relatórios de células.
DOI: 10.1016/j.celrep.2017.12.007