Hormonele sexuale afectează regenerarea celulelor stem din piele
De-a lungul timpului, diferențele dintre femele și masculi au fost asociate în principal cu organele reproducătoare. Totuși, organele care nu au legătură cu reproducerea, precum pielea, pot fi de asemenea influențate de sex. Această întrebare, esențială pentru prevenirea și tratarea bolilor inflamatorii și a cancerului, a fost mult timp subestimată de o parte a comunității științifice.
Studiul, publicat în prestigioasa revistă Nature, a fost condus de prof. Cédric Blanpain, MD/PhD, investigator la WEL Research Institute, director al Laboratorului de Celule Stem și Cancer și profesor la Université libre de Bruxelles, în colaborare cu echipa prof. Benjamin Simons de la Universitatea din Cambridge și alte instituții partenere.
Cercetătorii au utilizat o tehnică de microscopie care permite filmarea celulelor prin pielea unui șoarece viu. Astfel, au putut urmări aceleași celule stem și descendenții acestora timp de cinci luni, o perioadă de urmărire fără precedent. Stabilind că scopul era de a înțelege cum se reînnoiește pielea, au descoperit o diferență neașteptată între femele și masculi și au demonstrat că hormonii sexuali sunt responsabili pentru aceasta.
Stratul exterior al pielii este în continuă reînnoire. La baza acestuia se află celulele stem, care se multiplică. Unele dintre celulele „fiice” rămân celule stem; altele devin celule specializate ale pielii care asigură funcția de barieră a pielii și nu pot să se dividă (un proces numit diferențiere), urcând către suprafață și fiind în cele din urmă eliminate.
Modul în care este organizat acest proces a fost dezbătut timp de decenii. Filmând aceleași zone ale pielii timp de cinci luni, echipa a arătat că celulele stem nu se transformă direct în celule mature ale pielii: ele trec mai întâi printr-o etapă intermediară, în care pot să se dividă doar de un număr limitat de ori, înainte de a deveni complet specializate.
Chiar mai surprinzător, în cazul femelelor, două celule „surori”, născute din diviziunea aceleași celule, tind să facă aceeași alegere în același timp: să se dividă din nou sau să se specializeze. Ca doi vâslași care își sincronizează mișcările, ele se mișcă în pas. În cazul masculilor, fiecare celulă urmează, într-o măsură mai mare, propriul său ritm.
„Ne-am propus inițial să înțelegem cum se reînnoiește pielea și dacă există o ierarhie cu celulele stem în vârf. Am fost surprinși să descoperim diferențe puternice în modul în care celulele stem reînnoiesc pielea la femele și masculi”, a declarat Dan Engelman.
Pentru a înțelege de unde provine această diferență, cercetătorii s-au îndreptat către hormonii sexuali. Castrarea șoarecilor masculi, care elimină sursa principală de hormon masculin numit testosteron, a arătat că hormonii sexuali masculini controlează viteza cu care celulele pielii se diferențiază și părăsesc stratul de celule stem: după castrare, pielea masculină se comportă mai mult ca pielea feminină, în timp ce tratamentul cu dihidrotestosteron (DHT), o formă activă a testosteronului, restabilește comportamentul masculin.
Pe de altă parte, eliminarea ovarelor (ovariectomie) la femele reduce proliferarea celulelor stem, un efect inversat de tratamentul cu estradiol, hormonul feminin, și aproape anulează semnătura coordonării între celulele surori.
În scurt, testosteronul, care este mai abundent la masculi, controlează rata de maturare a celulelor pielii, în timp ce estrogenii, care sunt mai abundenti la femele, stimulează proliferarea celulelor stem și contribuie la coordonarea acestora.
Cercetătorii au observat de asemenea că o rană pe pielea spatelui se închide semnificativ mai repede la șoarecii femele, în special în primele zile. Această avansare este parțial explicată prin activarea mai timpurie a celulelor stem, care lucrează, de asemenea, într-un mod mai coordonat. Diferența se reduce pe măsură ce rana se închide.
Medici și cercetători au observat mult timp că vindecarea rănilor, severitatea anumitor boli inflamatorii și frecvența anumitor tipuri de cancer de piele diferă între bărbați și femei, fără a înțelege cu adevărat de ce. Prin identificarea mecanismelor celulare și hormonale care stau la baza acestor diferențe în piele, acest studiu aduce lămuriri.
Pe termen lung, ar putea deschide calea către tratamente care să țină cont de sexul pacientului, de exemplu, pentru arsuri, recuperare după intervenții chirurgicale sau răni cronice la persoanele cu diabet, care afectează milioane de oameni la nivel mondial. De asemenea, ar putea inspira noi strategii pentru prevenirea cancerelor de piele, care sunt extrem de comune.
Aceste rezultate clarifică de asemenea o dezbatere îndelungată între specialiști cu privire la modul în care pielea se reînnoiește.
„Acest studiu este o realizare tehnologică, iar descoperirea diferențelor între celulele stem ale pielii la masculi și femele este fascinantă și complet neașteptată. Oferă lămuriri asupra unei serii de observații clinice care anterior nu aveau o explicație biologică. Deschide o gamă largă de noi întrebări, de la biologia fundamentală a celulelor stem la probleme clinice cum ar fi vindecarea rănilor, dezvoltarea cancerelor și bolile autoimune. Sexul este un parametru adesea trecut cu vederea în biologie și medicină. Acum vom investiga diferențele dintre masculi și femele în timpul formării și progresiei cancerelor de piele, precum și mecanismele moleculare responsabile pentru aceste diferențe”, a declarat prof. Cédric Blanpain.
