Perché i capelli diventano grigi? La ricerca scopre il ruolo delle cellule staminali "bloccate".

Uno studio condotto dai ricercatori della NYU Grossman School of Medicine rivela che le cellule staminali dei melanociti (McSC) sono essenziali per il mantenimento del colore dei capelli, ma perdono la loro capacità di muoversi tra i compartimenti di crescita nei follicoli piliferi quando le persone invecchiano. Questa perdita di mobilità provoca l'ingrigimento dei capelli. I McSC sono di plastica, il che significa che si spostano continuamente tra gli stadi di maturità e i compartimenti all'interno dei follicoli piliferi. Tuttavia, poiché i capelli invecchiano e ricrescono ripetutamente, più McSCs rimangono bloccati nel rigonfiamento del follicolo pilifero e non sono in grado di maturare in cellule produttrici di pigmento. I ricercatori ritengono che ripristinare la motilità delle MCSC o riportarle nel loro compartimento germinale potrebbe potenzialmente invertire o prevenire l'ingrigimento dei capelli negli esseri umani.

Uno studio condotto dai ricercatori della NYU Grossman School of Medicine ha scoperto che le cellule staminali dei melanociti (McSC) perdono la loro capacità di muoversi tra i compartimenti del follicolo pilifero man mano che le persone invecchiano, portando all'ingrigimento dei capelli. Ripristinare la motilità dei McSC o riportarli nel loro compartimento germinale potrebbe potenzialmente invertire o prevenire l'ingrigimento dei capelli negli esseri umani.

Alcune cellule staminali hanno una capacità unica di muoversi tra i compartimenti di crescita nei follicoli piliferi, ma rimangono bloccate quando le persone invecchiano e quindi perdono la loro capacità di maturare e mantenere il colore dei capelli, mostra un nuovo studio.

Guidato dai ricercatori della NYU Grossman School of Medicine, il nuovo lavoro si è concentrato sulle cellule nella pelle dei topi e si trova anche negli esseri umani chiamate cellule staminali dei melanociti o McSC. Il colore dei capelli è controllato dal fatto che i pool non funzionali ma in continua moltiplicazione di McSC all'interno dei follicoli piliferi ricevano il segnale per diventare cellule mature che rendono i pigmenti proteici responsabili del colore.

Pubblicato sulla rivista Nature il 19 aprile, il nuovo studio ha dimostrato che i McSC sono straordinariamente plastici. Ciò significa che durante la normale crescita dei capelli, tali cellule si muovono continuamente avanti e indietro sull'asse della maturità mentre transitano tra i compartimenti del follicolo pilifero in via di sviluppo. È all'interno di questi compartimenti che le McSC sono esposte a diversi livelli di segnali proteici che influenzano la maturità.

Nello specifico, il team di ricerca ha scoperto che le McSC si trasformano tra il loro stato di cellule staminali più primitive e lo stadio successivo della loro maturazione, lo stato di amplificazione del transito e in base alla loro posizione.

Le cellule staminali che colorano i capelli (a sinistra, in rosa) devono trovarsi nel compartimento dei germi dei capelli per essere attivate (a destra) per svilupparsi in pigmento. Credito: per gentile concessione di Springer-Nature Publishing o della rivista Nature

I ricercatori hanno scoperto che quando i capelli invecchiano, cadono e poi ricrescono ripetutamente, un numero crescente di MCSC rimane bloccato nel compartimento delle cellule staminali chiamato rigonfiamento del follicolo pilifero. Lì rimangono, non maturano nello stato di amplificazione del transito e non tornano alla loro posizione originale nel compartimento germinale, dove le proteine ​​WNT li avrebbero spinti a rigenerarsi nelle cellule del pigmento.

"Il nostro studio si aggiunge alla nostra comprensione di base di come le cellule staminali dei melanociti lavorano per colorare i capelli", ha detto il ricercatore principale dello studio Qi Sun, PhD, un borsista post-dottorato presso la NYU Langone Health. “I nuovi meccanismi aumentano la possibilità che lo stesso posizionamento fisso delle cellule staminali dei melanociti possa esistere negli esseri umani. Se è così, rappresenta un potenziale percorso per invertire o prevenire l'ingrigimento dei capelli umani aiutando le cellule bloccate a muoversi di nuovo tra i compartimenti del follicolo pilifero in via di sviluppo.

I ricercatori affermano che la plasticità McSC non è presente in altre cellule staminali autorigeneranti, come quelle che costituiscono il follicolo pilifero stesso, che sono note per muoversi in una sola direzione lungo una linea temporale stabilita mentre maturano. Ad esempio, le cellule del follicolo pilifero che amplificano il transito non tornano mai al loro stato originale di cellule staminali. Questo aiuta a spiegare in parte perché i capelli possono continuare a crescere anche mentre la loro pigmentazione fallisce, dice Sun.

Il lavoro precedente dello stesso gruppo di ricerca della New York University ha dimostrato che la segnalazione WNT era necessaria per stimolare i McSC a maturare e produrre pigmento. Quello studio aveva anche dimostrato che i McSCs erano molti trilioni di volte meno esposti alla segnalazione WNT nel rigonfiamento del follicolo pilifero rispetto al compartimento dei germi piliferi, che si trova direttamente sotto il rigonfiamento.

Negli ultimi esperimenti su topi i cui capelli sono stati invecchiati fisicamente dalla spiumatura e dalla ricrescita forzata, il numero di follicoli piliferi con McSCs depositati nel rigonfiamento del follicolo è aumentato dal 15% prima della spiumatura a quasi la metà dopo l'invecchiamento forzato. Queste cellule sono rimaste incapaci di rigenerarsi o maturare in melanociti produttori di pigmenti.

I McSC bloccati, hanno scoperto i ricercatori, hanno cessato il loro comportamento rigenerativo poiché non erano più esposti a molta segnalazione WNT e quindi la loro capacità di produrre pigmento in nuovi follicoli piliferi, che hanno continuato a crescere.

Al contrario, altri McSCs che hanno continuato a muoversi avanti e indietro tra il rigonfiamento del follicolo e il germe dei capelli hanno mantenuto la loro capacità di rigenerarsi come McSCs, maturare in melanociti e produrre pigmento per l'intero periodo di studio di due anni.

"È la perdita della funzione camaleontica nelle cellule staminali dei melanociti che può essere responsabile dell'ingrigimento e della perdita di colore dei capelli", ha detto il ricercatore senior dello studio Mayumi Ito, PhD, professore presso il Dipartimento di Dermatologia Ronald O. Perelman e il Dipartimento di Biologia Cellulare presso la NYU Langone Health.

"Questi risultati suggeriscono che la motilità delle cellule staminali dei melanociti e la differenziazione reversibile sono fondamentali per mantenere i capelli sani e colorati", ha affermato Ito, che è anche professore presso il Dipartimento di biologia cellulare della NYU Langone.

Ito afferma che il team ha in programma di studiare i mezzi per ripristinare la motilità delle McSC o per riportarle fisicamente nel loro compartimento germinale, dove possono produrre pigmento.

Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato le recenti tecniche di imaging 3D intravitale e scRNA-seq per tracciare le cellule quasi in tempo reale mentre invecchiano e si muovono all'interno di ciascun follicolo pilifero.