Un fibroblasto es un tipo de célula biológica típicamente con forma de huso [1] que sintetiza la matriz extracelular y el colágeno , [2] produce el marco estructural ( estroma ) para los tejidos animales y desempeña un papel fundamental en la cicatrización de heridas . [3] Los fibroblastos son las células más comunes del tejido conectivo en los animales.
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Los fibroblastos tienen un citoplasma ramificado que rodea un núcleo elíptico moteado que tiene dos o más nucléolos . Los fibroblastos activos se pueden reconocer por su abundante retículo endoplasmático rugoso (RER). Los fibroblastos inactivos, llamados " fibrocitos ", son más pequeños, tienen forma de huso y tienen menos RER. Aunque están desarticulados y dispersos cuando cubren grandes espacios, los fibroblastos a menudo se alinean localmente en grupos paralelos cuando se amontonan.
A diferencia de las células epiteliales que recubren las estructuras corporales, los fibroblastos no forman monocapas planas y no están restringidos por una unión polarizadora a una lámina basal en un lado, aunque pueden contribuir a los componentes de la lámina basal en algunas situaciones (por ejemplo, los miofibroblastos subepiteliales en el intestino pueden secretar el componente transportador de la cadena α-2 de la laminina , que está ausente solo en regiones de epitelios asociados a folículos que carecen del revestimiento de miofibroblastos). Los fibroblastos también pueden migrar lentamente sobre el sustrato como células individuales, nuevamente en contraste con las células epiteliales. Mientras que las células epiteliales forman el revestimiento de las estructuras corporales, los fibroblastos y los tejidos conectivos relacionados esculpen el "volumen" de un organismo.
La vida útil de un fibroblasto, medida en embriones de pollo , es de 57 ± 3 días. [4]
Los fibroblastos y los fibrocitos son dos estados de una misma célula, el primero es el estado activado y el segundo el menos activo, relacionado con el mantenimiento y el metabolismo tisular. Actualmente, existe una tendencia a denominar a ambas formas fibroblastos. El sufijo "-blast" se utiliza en biología celular para designar una célula madre o una célula en un estado activado de metabolismo .
Los fibroblastos son morfológicamente heterogéneos y presentan distintas apariencias según su ubicación y actividad. Aunque morfológicamente son poco visibles, los fibroblastos trasplantados ectópicamente a menudo pueden conservar la memoria posicional de la ubicación y el contexto tisular en el que residieron previamente, al menos durante algunas generaciones. [5] Este comportamiento notable puede provocar incomodidad [ aclaración necesaria ] en el caso poco frecuente de que se estanquen allí excesivamente.
La función principal de los fibroblastos es mantener la integridad estructural de los tejidos conectivos mediante la secreción continua de precursores de la matriz extracelular (MEC), proporcionando todos estos componentes, principalmente la sustancia fundamental y una variedad de fibras . La composición de la MEC determina las propiedades físicas de los tejidos conectivos.
Al igual que otras células del tejido conectivo, los fibroblastos derivan del mesénquima primitivo . Por lo tanto, expresan la proteína del filamento intermedio vimentina , una característica utilizada como marcador para distinguir su origen mesodérmico . [6] Sin embargo, esta prueba no es específica ya que las células epiteliales cultivadas in vitro en un sustrato adherente también pueden expresar vimentina después de algún tiempo.
En determinadas situaciones, las células epiteliales pueden dar lugar a fibroblastos, un proceso llamado transición epitelial-mesenquimal .
Por el contrario, en algunas situaciones los fibroblastos pueden dar origen a epitelios al experimentar una transición de mesenquimal a epitelial y organizarse en una verdadera capa epitelial condensada, polarizada y conectada lateralmente. Este proceso se observa en muchas situaciones del desarrollo (por ejemplo, desarrollo de nefronas y notocordas ), así como en la cicatrización de heridas y la tumorogénesis. [ cita requerida ]
Los fibroblastos forman fibras de colágeno , glicosaminoglicanos , fibras reticulares y elásticas . Los fibroblastos de individuos en crecimiento se dividen y sintetizan la sustancia fundamental. El daño tisular estimula los fibrocitos e induce la producción de fibroblastos. [7]
Además de su función comúnmente conocida como componentes estructurales, los fibroblastos desempeñan un papel fundamental en la respuesta inmunitaria a una lesión tisular. Son los primeros en iniciar la inflamación en presencia de microorganismos invasores. Inducen la síntesis de quimiocinas mediante la presentación de receptores en su superficie. Las células inmunitarias responden entonces e inician una cascada de eventos para eliminar los microorganismos invasores. Los receptores en la superficie de los fibroblastos también permiten la regulación de las células hematopoyéticas y proporcionan una vía para que las células inmunitarias regulen los fibroblastos. [8]
Los fibroblastos, al igual que los fibroblastos asociados a tumores (TAF), desempeñan un papel crucial en la regulación inmunitaria a través de los componentes y moduladores de la matriz extracelular derivados de los TAF. Se sabe que los TAF son importantes en la respuesta inflamatoria, así como en la supresión inmunitaria en los tumores. Los componentes de la matriz extracelular derivados de los TAF provocan alteraciones en la composición de la matriz extracelular e inician la remodelación de la matriz extracelular. [9] La remodelación de la matriz extracelular se describe como cambios en la matriz extracelular como resultado de la actividad enzimática que pueden conducir a la degradación de la matriz extracelular. La regulación inmunitaria de los tumores está determinada en gran medida por la remodelación de la matriz extracelular, ya que esta es responsable de regular una variedad de funciones, como la proliferación, la diferenciación y la morfogénesis de órganos vitales. [10] En muchos tipos de tumores, especialmente los relacionados con las células epiteliales, la remodelación de la matriz extracelular es común. Algunos ejemplos de componentes de la matriz extracelular derivados de los TAF incluyen la tenascina y la trombospondina-1 (TSP-1), que se pueden encontrar en sitios de inflamación crónica y carcinomas, respectivamente. [9]
La regulación inmunitaria de los tumores también puede producirse a través de moduladores derivados del TAF. Aunque estos moduladores pueden parecer similares a los componentes de la matriz extracelular derivados del TAF, difieren en el sentido de que son responsables de la variación y el recambio de la matriz extracelular. Las moléculas de la matriz extracelular escindida pueden desempeñar un papel fundamental en la regulación inmunitaria. Se sabe que las proteasas, como las metaloproteinasas de la matriz y el sistema uPA, escinden la matriz extracelular. Estas proteasas se derivan de los fibroblastos. [9]
Los fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) se utilizan a menudo como "células alimentadoras" de apoyo en la investigación que utiliza células madre embrionarias humanas, [11] células madre pluripotentes inducidas y cultivos de células epiteliales primarias. [12] Sin embargo, muchos investigadores están tratando de eliminar gradualmente los MEF a favor de medios de cultivo con ingredientes definidos con precisión para facilitar el desarrollo de productos de grado clínico. [13]
En vista de las posibles aplicaciones clínicas de los tejidos derivados de células madre o de las células epiteliales primarias, se ha estudiado el uso de fibroblastos humanos como alternativa a los alimentadores de MEF. [14] Si bien los fibroblastos se utilizan habitualmente para mantener la pluripotencia de las células madre, también se pueden utilizar para facilitar el desarrollo de las células madre en tipos específicos de células, como los cardiomiocitos. [15]
Los fibroblastos de diferentes sitios anatómicos del cuerpo expresan muchos genes que codifican mediadores inmunes y proteínas. [16] Estos mediadores de la respuesta inmune permiten la comunicación celular con las células inmunes hematopoyéticas. [17] La actividad inmune de las células no hematopoyéticas, como los fibroblastos, se conoce como "inmunidad estructural". [16] [18] Para facilitar una respuesta rápida a los desafíos inmunológicos, los fibroblastos codifican aspectos cruciales de la respuesta inmune celular estructural en el epigenoma . [ cita requerida ]
