Un fibroblasto es un tipo de célula biológica que sintetiza la matriz extracelular y el colágeno , [1] produce el marco estructural ( estroma ) para los tejidos animales y desempeña un papel fundamental en la cicatrización de heridas . [2] 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 pueden reconocerse por su abundante retículo endoplásmico 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 espacios grandes, los fibroblastos a menudo se alinean localmente en grupos paralelos cuando se apiñan.
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 portador de la cadena α-2 de la laminina , que está ausente sólo 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, a diferencia de las células epiteliales. Mientras que las células epiteliales forman el revestimiento de las estructuras corporales, los fibroblastos y los tejidos conectivos relacionados esculpen la "mayor parte" de un organismo.
La vida útil de un fibroblasto, medida en embriones de pollo, es de 57 ± 3 días. [3]
Los fibroblastos y los fibrocitos son dos estados de las mismas células, siendo el primero el estado activado y el segundo el estado menos activo, relacionado con el mantenimiento y el metabolismo de los tejidos. Actualmente, existe una tendencia a denominar ambas formas fibroblastos. El sufijo "-blast" se utiliza en biología celular para indicar una célula madre o una célula en un estado de metabolismo activado .
Los fibroblastos son morfológicamente heterogéneos con diversas apariencias según su ubicación y actividad. Aunque morfológicamente pasan desapercibidos, los fibroblastos trasplantados ectópicamente a menudo pueden conservar la memoria posicional de la ubicación y el contexto del tejido donde residieron anteriormente, al menos durante algunas generaciones. [4] Este comportamiento notable puede provocar malestar [ se necesita aclaración ] en el raro caso 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 esos 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 . De ahí que expresen la proteína del filamento intermedio vimentina , característica utilizada como marcador para distinguir su origen mesodérmico . [5] Sin embargo, esta prueba no es específica ya que las células epiteliales cultivadas in vitro en sustrato adherente también pueden expresar vimentina después de algún tiempo.
En determinadas situaciones, las células epiteliales pueden dar lugar a fibroblastos, proceso llamado transición epitelio-mesénquima .
Por el contrario, en algunas situaciones los fibroblastos pueden dar lugar a epitelios al sufrir una transición mesenquimatosa a epitelial y organizarse en una verdadera lámina epitelial condensada, polarizada y conectada lateralmente. Este proceso se observa en muchas situaciones del desarrollo (p. ej., desarrollo de nefronas y notocordas ), así como en la cicatrización de heridas y la tumorigénesis. [ cita necesaria ]
Los fibroblastos producen fibras de colágeno , glucosaminoglicanos , fibras reticulares y elásticas . Los fibroblastos de los individuos en crecimiento se dividen y sintetizan la sustancia fundamental . El daño tisular estimula los fibrocitos e induce la producción de fibroblastos. [6]
Además de su papel comúnmente conocido como componentes estructurales, los fibroblastos desempeñan un papel fundamental en la respuesta inmune a una lesión tisular. Son los primeros actores en iniciar la inflamación en presencia de microorganismos invasores. Inducen la síntesis de quimiocinas mediante la presentación de receptores en su superficie. Luego, las células inmunes responden e inician una cascada de eventos para eliminar los microorganismos invasivos. 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. [7]
Los fibroblastos, al igual que los fibroblastos del huésped asociados a tumores (TAF), desempeñan un papel crucial en la regulación inmune a través de componentes y moduladores de la ECM derivados de TAF. Se sabe que los TAF son importantes en la respuesta inflamatoria y en la supresión inmune en los tumores. Los componentes de la ECM derivados de TAF provocan alteraciones en la composición de la ECM e inician la remodelación de la ECM. [8] La remodelación de la MEC se describe como cambios en la MEC como resultado de la actividad enzimática que puede conducir a la degradación de la MEC. La regulación inmune de los tumores está determinada en gran medida por la remodelación de la MEC porque la MEC es responsable de regular una variedad de funciones, como la proliferación, diferenciación y morfogénesis de órganos vitales. [9] En muchos tipos de tumores, especialmente aquellos relacionados con las células epiteliales, la remodelación de la MEC es común. Ejemplos de componentes de ECM derivados de TAF incluyen tenascina y trombospondina-1 (TSP-1), que se pueden encontrar en sitios de inflamación crónica y carcinomas, respectivamente. [8]
La regulación inmune de los tumores también puede ocurrir a través de moduladores derivados de TAF. Aunque estos moduladores pueden parecer similares a los componentes del ECM derivados del TAF, se diferencian en el sentido de que son responsables de la variación y rotación del ECM. Las moléculas de ECM escindidas pueden desempeñar un papel fundamental en la regulación inmune. Se sabe que las proteasas como las metaloproteinasas de matriz (MMP) y el sistema uPA escinden la ECM. Estas proteasas se derivan de fibroblastos. [8]
Los fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) se utilizan a menudo como "células alimentadoras" de apoyo en investigaciones que utilizan células madre embrionarias humanas , [10] células madre pluripotentes inducidas y cultivos de células epiteliales primarias. [11] Sin embargo, muchos investigadores están tratando de eliminar gradualmente los MEF en favor de medios de cultivo con ingredientes definidos con precisión para facilitar el desarrollo de productos de grado clínico. [12]
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. [13] Mientras que los fibroblastos generalmente se usan para mantener la pluripotencia de las células madre, también se pueden usar para facilitar el desarrollo de las células madre en tipos específicos de células, como los cardiomiocitos. [14]
Los fibroblastos de diferentes sitios anatómicos del cuerpo expresan muchos genes que codifican proteínas y mediadores inmunológicos . [15] Estos mediadores de la respuesta inmune permiten la comunicación celular con las células inmunes hematopoyéticas. [16] La actividad inmune de las células no hematopoyéticas, como los fibroblastos, se conoce como "inmunidad estructural". [15] [17] Para facilitar una respuesta rápida a los desafíos inmunológicos, los fibroblastos codifican aspectos cruciales de la respuesta inmune de las células estructurales en el epigenoma . [ cita necesaria ]
