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Miofibroblasto

Un miofibroblasto es un fenotipo celular que se describió por primera vez como un estado intermedio entre un fibroblasto y una célula de músculo liso .

Estructura

Los miofibroblastos son células fusiformes contráctiles en forma de red que se identifican por su expresión de actina de músculo liso α dentro de sus fibras de estrés citoplasmáticas . [1]

En el tracto gastrointestinal y genitourinario, los miofibroblastos se encuentran en las superficies mucosas subepiteliales. Allí no sólo actúan como reguladores de la forma de las criptas y las vellosidades, sino que también actúan como células madre de nicho en las criptas intestinales y como partes de células presentadoras de antígenos atípicas. Tienen tanto una función de apoyo como paracrina en la mayoría de los lugares.

Ubicación

Los miofibroblastos se identificaron por primera vez en el tejido de granulación durante la cicatrización de heridas de la piel. [2] Por lo general, estas células se encuentran en el tejido de granulación, el tejido cicatricial (fibrosis) y el estroma de los tumores. También revisten el tracto gastrointestinal, donde regulan las formas de las criptas y las vellosidades.

Marcadores

Los miofibroblastos suelen teñirse para el filamento intermedio vimentina , que es un marcador mesenquimal general, la actina α del músculo liso (gen humano = ACTA2 ), y para la paladina , que es una proteína del andamiaje de actina del citoesqueleto . Son positivos para otros marcadores del músculo liso, como la desmina del tipo filamento intermedio en algunos tejidos, pero pueden ser negativos para la desmina en otros tejidos. Puede existir una positividad heterogénea similar para casi todos los marcadores del músculo liso, excepto probablemente unos pocos que son positivos solo en músculos lisos contráctiles como la metavinculina y la smoothelina .

Los miofibroblastos regulan positivamente la expresión de fibronectina , colágenos y ácido hialurónico durante y después de su diferenciación a partir de fibroblastos. Entre estos, la isoforma EDA de la fibronectina (EDA-FN) y el colágeno tipo I ( COL1A1 / COL1A2 ) son marcadores típicos de la síntesis de matriz extracelular profibrótica dependiente de miofibroblastos.

Algunos miofibroblastos (especialmente si tienen forma estrellada) también pueden ser positivos para GFAP .

Desarrollo

Existen muchas formas posibles de desarrollo de miofibroblastos:

  1. Diferenciación parcial del músculo liso de una célula fibroblástica
  2. Activación de una célula estrellada (por ejemplo, células Ito hepáticas o células estrelladas pancreáticas ).
  3. Pérdida del fenotipo contráctil (o adquisición del "fenotipo sintético") de una célula muscular lisa.
  4. Diferenciación miofibroblástica directa de una célula progenitora residente en un tejido estromal.
  5. Homing y reclutamiento de un precursor mesenquimal circulante que puede diferenciarse directamente como se indicó anteriormente o diferenciarse indirectamente a través de otros tipos de células como intermediarios.
  6. Transdiferenciación epitelial a mesenquimal ( EMT ) de una célula epitelial .

Quizás la vía más estudiada de formación de miofibroblastos es la diferenciación dependiente de TGF-beta1 a partir de células fibroblásticas . La activación del receptor 1 de TGF-beta y del receptor 2 de TGF-beta conduce a la inducción de la vía canónica SMAD2 / SMAD3 . [3] Junto con la coactivación de la vía no canónica del EGFR , estos eventos conducen a la regulación positiva del gen ACTA2 y a la posterior producción de la proteína actina de músculo liso alfa. Se han descrito varios reguladores de la vía de diferenciación de miofibroblastos, incluida la activación del EGFR por el hialuronano y el correceptor CD44 . [4]

Cuatro micrografías que muestran cambios en las células durante 72 horas.
Cultivo primario de fibroblastos cardíacos estimulados con TGF-beta para diferenciarlos a miofibroblastos. Imágenes tomadas en diferentes momentos post-estímulo.

Función

En muchos órganos, como el hígado, los pulmones y los riñones, participan principalmente en la fibrosis. En el tejido de la herida, participan en el fortalecimiento de la herida mediante la deposición de fibras de colágeno extracelulares y, a continuación, en la contracción de la herida mediante la contracción intracelular y la alineación concomitante de las fibras de colágeno mediante la tracción mediada por integrinas hacia los haces de colágeno. Los pericitos y las células mesangiales renales son algunos ejemplos de células modificadas similares a los miofibroblastos.

Los miofibroblastos pueden interferir en la propagación de señales eléctricas [5] que controlan el ritmo cardíaco, [6] lo que provoca arritmias tanto en pacientes que han sufrido un ataque cardíaco como en fetos. El ursodiol es un fármaco prometedor para esta afección. [7]

Cicatrización de heridas

Los miofibroblastos pueden contraerse mediante el complejo actina-miosina del músculo liso, rico en una forma de actina llamada actina alfa del músculo liso. Estas células son capaces de acelerar la curación de la herida contrayendo los bordes de la misma.

Los primeros trabajos sobre la cicatrización de heridas demostraron que el tejido de granulación extraído de una herida podía contraerse in vitro (o en un baño de órganos) de manera similar al músculo liso, cuando se exponía a sustancias que hacían que el músculo liso se contrajera, como la adrenalina o la angiotensina .

Más recientemente se ha demostrado que los fibroblastos pueden transformarse en miofibroblastos con fotobiomodulación .

Una vez completada la curación, estas células se pierden por apoptosis y se ha sugerido que en varias enfermedades fibróticas (por ejemplo, cirrosis hepática , fibrosis renal, fibrosis retroperitoneal) este mecanismo no funciona, lo que lleva a la persistencia de los miofibroblastos y, en consecuencia, a la expansión de la matriz extracelular (fibrosis) con contracción.

De manera similar, en las heridas que no se resuelven y se convierten en queloides o cicatrices hipertróficas , los miofibroblastos pueden persistir, en lugar de desaparecer por apoptosis. [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ Tai, Yifan; Woods, Emma L.; Dally, Jordanna; Kong, Deling; Steadman, Robert; Moseley, Ryan; Midgley, Adam C. (agosto de 2021). "Miofibroblastos: función, formación y alcance de las terapias moleculares para la fibrosis cutánea". Biomoléculas . 11 (8): 1095. doi : 10.3390/biom11081095 . PMC  8391320 . PMID  34439762.
  2. ^ Majno, G.; Gabbiani, G.; Hirschel, BJ; Ryan, GB; Statkov, PR (6 de agosto de 1971). "Contracción del tejido de granulación in vitro: similitud con el tejido liso". Science . 173 (3996): 548–Muscle550. Bibcode :1971Sci...173..548M. doi :10.1126/science.173.3996.548. ISSN  0036-8075. PMID  4327529. S2CID  36685378.
  3. ^ Evans RA, Tian YC, Steadman R, Phillips AO (enero de 2003). "Diferenciación terminal de fibroblastos-miofibroblastos mediada por TGF-beta1: el papel de las proteínas Smad". Experimental Cell Research . 282 (2): 90–100. doi :10.1016/S0014-4827(02)00015-0. PMID  12531695.
  4. ^ Midgley AC, Rogers M, Hallett MB, Clayton A, Bowen T, Phillips AO, Steadman R (mayo de 2013). "La diferenciación de fibroblastos a miofibroblastos estimulada por el factor de crecimiento transformante β1 (TGF-β1) está mediada por el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) facilitado por hialuronano (HA) y la co-localización de CD44 en balsas lipídicas". The Journal of Biological Chemistry . 288 (21): 14824–38. doi : 10.1074/jbc.M113.451336 . PMC 3663506 . PMID  23589287. 
  5. ^ Quinn TA, Camelliti P, Rog-Zielinska EA, Siedlecka U, Poggioli T, O'Toole ET, Knöpfel T, Kohl P (diciembre de 2016). "Acoplamiento electrotónico de células excitables y no excitables en el corazón revelado por optogenética". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 113 (51): 14852–14857. Bibcode :2016PNAS..11314852Q. doi : 10.1073/pnas.1611184114 . PMC 5187735 . PMID  27930302. 
  6. ^ Gourdie RG, Dimmeler S, Kohl P (septiembre de 2016). "Nuevas estrategias terapéuticas dirigidas a los fibroblastos y la fibrosis en las enfermedades cardíacas". Nature Reviews. Drug Discovery . 15 (9): 620–38. doi : 10.1038/nrd.2016.89. PMC 5152911. PMID  27339799. 
  7. ^ Noticias de la BBC
  8. ^ Frangogiannis NG (2017). "La matriz extracelular en la lesión, reparación y remodelación del miocardio". J Clin Invest . 127 (5): 1600–1612. doi :10.1172/JCI87491. PMC 5409799 . PMID  28459429. 

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