Caracterização do folículo piloso como nicho de células progenitoras neurais e epidermais em camundongos

Abstract

Células tronco são células com capacidade de auto renovação, e de diferenciação em diversos tipos celulares. Nos últimos anos, muitos estudos têm se dedicado à identificação de células tronco em tecidos adultos como modo de desenvolver estratégias para regeneração e reparo tecidual. A crista neural é uma estrutura embrionária de vertebrados, originada na parte dorsal do tubo neural em fechamento, durante o processo de neurulação. Estas células possuem uma característica migratória, que é iniciada com o fechamento do tubo neural, e são distribuídas pelo embrião contribuindo para o desenvolvimento de vários tecidos. O folículo piloso é uma estrutura exclusiva de mamíferos, e é considerado um anexo do tecido epitelial. Esta estrutura possui uma composição complexa, que inclui glândula sebácea, a saliência do bulge, eixo do cabelo (que se projeta externamente da epiderme), e a papila dermal. Assim como outros tecidos adultos o folículo piloso dispõe de células tronco residentes, presentes no bulge, que é um discreto microambiente, também conhecido como saliência do folículo piloso. As células tronco epidermais encontradas no bulge são identificadas principalmente pela expressão das citoqueratinas 15 e 19 (KRT 15 e 19). Em contrapartida, também são encontradas no bulge, células que apresentam as citoqueratinas 5 e 14 (KRT15 e 14), que caracterizam células no estágio final de diferenciação da linhagem epidermal. Com isso, nosso trabalho focou em analisar o folículo piloso de vibrissas de camundongos como potencial nicho de células tronco com características epidermais e de crista neural, avaliando diferentes condições de cultivo. Utilizamos camundongos com idade entre 8 e 10 semanas, dos quais eram isoladas as vibrissas, o folículo piloso dissecado, e o bulge cultivado como explante. As culturas de explante do bulge eram realizadas em placas de 24 poços sobre colágeno tipo I. Após 7 ou 14 dias estas eram fixadas para realização de imunoflorescência indireta ou extração de mRNA e realização do RT-PCR. Os marcadores celulares testados foram KRT14, P75, Nestina e TRP2. . Avaliamos a ação dos meios simples, simples com EE e complexo, além de verificar os efeitos da adição do morfógeno sonic headhog (SHH, 10nM e 100nm) ao meio complexo e também medimos o halo de migração/crescimento em volta do explante. Observamos que as células iniciam sua migração do explante para a placa de cultura por volta do 4o dia de cultivo e representam uma população heterogênea com grandes variações nas mesmas condições testadas. Estas células apresentam características epidermais (TRP2 e KRT14, marcadores de melanócitos e queratinócitos, respectivamente) e também de crista neural (Nestina e P75). A expressão dos marcadores de crista neural foi mais expressiva nas culturas de 14 dias. O meio complexo também se mostrou mais eficiente que os demais, em relação a migração das células KRT14 do folículo piloso para a placa de cultura e diferenciação para queratinócitos. Em conjunto, nossos resultados demonstram que o folículo piloso corresponde a um nicho com populações de células progenitoras com características epidermais e de crista neural e com importante potencial terapêutico e biotecnológico.

Stem cells are cells with self-renewal ability and differentiation into various cellular types. In recent years, many studies have been dedicated to the identification of stem cells in adult tissues as a way to develop strategies for regeneration and tissue repair. The neural crest is an embryonic structure of vertebrates, originated at the dorsal neural tube closure, during the process of neurulation. These cells have a migratory feature, which starts with the closure of the neural tube, and are distributed by embryo contributing to the development of various tissues. The hair follicle is a unique structure to mammals, and is considered an attachment of epidermal tissue. This structure has a complex composition, which includes sebaceous gland, the bulge salience, the hair shaft (that falls outside of the epidermis), and the dermal papilla. As well as other adult tissues has the follicle stem cells residents in the bulge, which is a discreet microenviroment, also known as salience of the follicle. The epidermal stem cells found in the bulge are identified mainly by the expression of cytoqueratins 15 and 19 (KRT 15 and 19). In contrast, are also found in the bulge, cells that have the cytokeratins 5 and 14 (KRT15 and 14), that characterize cells in the final stage of epidermal lineage. With this, our work focused on analyzing the follicle pits of mice as potential stem cell niche with epidermal features and neural crest, evaluating different cultivation conditions. We use mice aged between 8 and 10 weeks of which were isolated from the whiskers, the follicle dissected, and the bulge cultivated as explants. Explants cultures of the bulge were realized in 24 wells plate dishes, on type I collagen. After 7 or 14 days these cultures were fixed for achievement of indirect immunofluorescence or mRNA extraction and realization of RT-PCR. This cells markers was tested were KRT14, P75, Nestin and TRP2. . Evaluate the action simple medium, simple medium with EE and complex medium, and check the effects of addition of morfogen sonic headhog (SHH, 10nM to 100nm) in the complex medium and also measure the migration/border around the explants growth. We note that the cells start their migration from explants culture card around the day 4 of cultivation and represent a heterogeneous population with large variations in the same conditions tested. These cells presents epidermal characteristics (TRP2 and KRT14, markers of melanocytes and keratinocytes, respectively) and also of neural crest (Nestina and P75). The expression of neural crest markers was more expressive with 14 days. The complex also proved more efficient than the other, in relation to the cells migration KRT14 follicle to the culture and differentiation to keratinocytes. Together, our results show that the follicle is a niche with populations of progenitor cells with epidermal characteristics and neural crest and important potential therapeutic biotechnology.