Gli scienziati hanno sviluppato una nuova strategia per generare follicoli piliferi in vitro con potenziali applicazioni utili nel trattamento della perdita dei capelli, nella sperimentazione animale e nello screening dei farmaci. Lo studio è stato pubblicato nella rivista Science Advances.
Il team di scienziati giapponesi che studia i processi di crescita dei follicoli piliferi e di pigmentazione dei capelli ha generato con successo follicoli piliferi in coltura. Il loro modello di follicolo pilifero in vitro contribuisce alla comprensione dello sviluppo del follicolo pilifero e allo sviluppo di applicazioni utili per il trattamento dei disturbi della caduta dei capelli, la sperimentazione animale e lo screening dei farmaci.
Il team di scienziati composto da Tatsuto Kageyama dell’Università nazionale di Yokohama, dell’Istituto di scienza e tecnologia industriale di Kanagawa e dell’Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia; Akihiro Shimizu, Riki Anakama, Rikuma Nakajima e Kohei Suzuki dell’Università nazionale di Yokohama; Yusuke Okubo dell’Istituto nazionale di scienze della salute e Junji Fukuda dell’Università nazionale di Yokohama e dell’Istituto di scienza e tecnologia industriale di Kanagawa, ha spiegato che durante lo sviluppo di un embrione, si verificano interazioni tra lo strato esterno della pelle, chiamato strato epidermico, e il tessuto connettivo, chiamato mesenchima, queste interazioni funzionano come un sistema di messaggeri per innescare la morfogenesi del follicolo pilifero. La morfogenesi è il processo in cui le cellule di un organismo si organizzano in tessuti e organi.
Gli scienziati negli ultimi decenni, hanno esplorato i meccanismi cruciali legati allo sviluppo del follicolo pilifero utilizzando modelli animali, poiché la piena comprensione di questi meccanismi di sviluppo del follicolo pilifero rimane impegnativa, la morfogenesi del follicolo pilifero non è stata riprodotta con successo in un piatto di coltura di laboratorio.
Recentemente le colture di organoidi hanno ricevuto un’ampia attenzione. Gli organoidi sono versioni minuscole e semplici di un organo: gli scienziati li producono e li usano per studiare lo sviluppo e la patologia di tessuti e organi in un piatto di coltura di laboratorio.
Tatsuto Kageyama, professore assistente presso la facoltà di ingegneria dell’Università Nazionale di Yokohama, ha dichiarato:
«Gli organoidi sono uno strumento promettente per chiarire i meccanismi della morfogenesi del follicolo pilifero in vitro».
Il team di scienziati ha prodotto organoidi di follicoli piliferi controllando la struttura generata dai due tipi di cellule embrionali utilizzando una concentrazione piuttosto bassa di matrici extracellulari. La matrice extracellulare è la struttura del corpo che fornisce la struttura alle cellule e ai tessuti. Le matrici extracellulari hanno regolato la distanza tra i due tipi di cellule embrionali da una forma a manubrio a una configurazione a guscio.
I follicoli piliferi di nuova formazione con caratteristiche tipiche sono emersi in gruppi a forma di guscio, questi gruppi aumentano l’area di contatto tra due regioni cellulari per migliorare i meccanismi che contribuiscono alla crescita dei follicoli piliferi.
Il sistema di coltura di organoidi sviluppato dal team di scienziati giapponesi ha generato follicoli piliferi e fusti di capelli con un’efficienza quasi del 100%. Gli organoidi del follicolo pilifero hanno prodotto follicoli piliferi completamente maturi con lunghi fusti di capelli (circa 3 mm di lunghezza in 23 giorni di coltura). Il team di scienziati durante questa crescita, hanno potuto monitorare la morfogenesi del follicolo pilifero e la pigmentazione dei capelli in vitro e comprendere le vie di segnalazione coinvolte in questi processi.
Il team di scienziati hanno esaminato la fattibilità degli organoidi del follicolo pilifero per lo screening dei farmaci e la medicina rigenerativa, poi hanno aggiunto al terreno di coltura un farmaco stimolante i melanociti, che svolge un ruolo chiave nella produzione della pigmentazione del colore dei capelli. Il team di scienziati con l’aggiunta di questo farmaco, hanno migliorato significativamente la pigmentazione delle fibre dei capelli. Inoltre, trapiantando gli organoidi del follicolo pilifero, hanno ottenuto una rigenerazione efficiente del follicolo pilifero con ripetuti cicli di capelli.
Il team di scienziati ritengono che il modello in vitro del follicolo pilifero possa rivelarsi prezioso per comprendere meglio l’induzione del follicolo pilifero, per valutare la pigmentazione dei capelli e i farmaci per la crescita dei capelli e per rigenerare i follicoli piliferi.
Le scoperte del team di scienziati potrebbero rivelarsi rilevanti anche per altri sistemi di organi e contribuire alla comprensione di come si sviluppano i processi fisiologici e patologici, per quanto riguarda la ricerca futura, hanno in programma di ottimizzare il sistema di coltura degli organoidi con cellule umane.
Junji Fukuda, professore presso la facoltà di ingegneria dell’Università Nazionale di Yokohama, ha dichiarato:
«Il nostro prossimo passo sarà quello di utilizzare cellule di origine umana e di applicarle allo sviluppo di farmaci e alla medicina rigenerativa».
La ricerca del team di scienziati in futuro potrebbe aprire nuove strade per lo sviluppo di strategie di trattamento per i disturbi della caduta dei capelli, come l’alopecia androgenetica, comune sia negli uomini sia nelle donne.
