Se vocêjá se perguntou por que temos arrepios, estãoem boa companhia - assim como Charles Darwin, que refletiu sobre eles em seus escritos sobre evolução. Os arrepios podem proteger os animais com paªlo grosso do frio, mas nós, humanos, não parecemos nos beneficiar muito da reação - então por que ela foi preservada durante a evolução esse tempo todo?

Em um novo estudo, cientistas da Universidade de Harvard descobriram a raza£o: os tipos de células que causam arrepios também são importantes para regular as células-tronco que regeneram o cabelo do fola­culo e os cabelos. Debaixo da pele, o maºsculo que se contrai para criar arrepios énecessa¡rio para conectar a conexão do nervo simpa¡tico a s células-tronco do fola­culo piloso. O nervo simpa¡tico reage ao frio contraindo o maºsculo e causando arrepios a curto prazo, e impulsionando a ativação das células-tronco do fola­culo piloso e o novo crescimento capilar a longo prazo.

Publicado na revista Cell , essas descobertas em camundongos oferecem aos pesquisadores uma melhor compreensão de como os diferentes tipos de células interagem para vincular a atividade das células-tronco a smudanças no ambiente externo.

"Sempre estivemos interessados ​​em entender como os comportamentos das células-tronco são regulados por esta­mulos externos. A pele éum sistema fascinante: possui várias células-tronco cercadas por diversos tipos de células., e estãolocalizado na interface entre nosso corpo e o mundo exterior. Portanto, suas células-tronco podem potencialmente responder a uma gama diversificada de esta­mulos - do nicho, do corpo inteiro ou atédo ambiente externo ", disse Ya-Chieh Hsu, professor associado de células-tronco e biologia regenerativa da Ya-Chieh Hsu, que lideraram o estudo em colaboração com o professor Sung-Jan Lin, da Universidade Nacional de Taiwan. "Neste estudo, identificamos um nicho interessante de dois componentes que não apenas regula as células-tronco em estado estaciona¡rio, mas também modula o comportamento das células-tronco de acordo com a temperatura. muda para fora ".

Muitos órgãos são constitua­dos por três tipos de tecido: epitanãlio, mesaªnquima e nervo. Na pele, essas três linhagens são organizadas em um arranjo especial. O nervo simpa¡tico, parte do sistema nervoso que controla a homeostase do corpo e nossas respostas aos esta­mulos externos , se conecta a um pequeno maºsculo liso no mesaªnquima. Esse maºsculo liso, por sua vez, se conecta a s células-tronco do fola­culo piloso, um tipo de canãlula-tronco epitelial essencial para regenerar o fola­culo piloso e reparar feridas.

 

A conexão entre o nervo simpa¡tico e o maºsculo bem conhecida, uma vez que são a base celular por trás dos arrepios: o frio aciona os neura´nios simpa¡ticos para enviar um sinal nervoso, e o maºsculo reage contraindo-se e fazendo com que o cabelo fique arrepiado. No entanto, ao examinar a pele sob resolução extremamente alta usando microscopia eletra´nica, os pesquisadores descobriram que o nervo simpa¡tico não apenas se associava ao maºsculo, mas também formava uma conexão direta com as células-tronco do fola­culo piloso. De fato, as fibras nervosas envolvem as células-tronco do fola­culo piloso como uma fita.

"Podera­amos realmente ver em umnívelultra-estrutural como o nervo e as células-tronco interagem. Os neura´nios tendem a regular células excita¡veis, como outros neura´nios ou maºsculos com sinapses. Mas ficamos surpresos ao descobrir que eles formam estruturas semelhantes a sinapses com um epitelial. canãlula-tronco, que não éum alvo muito ta­pico para neura´nios ", disse Hsu.

Em seguida, os pesquisadores confirmaram que o nervo tinha como alvo as células tronco. O sistema nervoso simpa¡tico énormalmente ativado em umnívelbaixo constante para manter a homeostase do corpo, e os pesquisadores descobriram que esse baixonívelde atividade nervosa mantinha as células-tronco em um estado pronto para a regeneração. Sob frio prolongado, o nervo era ativado em umnívelmuito mais alto e mais neurotransmissores eram liberados, fazendo com que as células-tronco se ativassem rapidamente, regenerassem o fola­culo piloso e desenvolvessem novos cabelos.

Os pesquisadores também investigaram o que mantinha as conexões nervosas com as células-tronco do fola­culo piloso. Quando eles removeram o maºsculo conectado ao fola­culo piloso, o nervo simpa¡tico retraiu-se e a conexão do nervo com as células-tronco do fola­culo piloso foi perdida, mostrando que o maºsculo era um suporte estrutural necessa¡rio para conectar o nervo simpa¡tico ao fola­culo piloso.

Além de estudar o fola­culo piloso em seu estado completo, os pesquisadores investigaram como o sistema se desenvolve inicialmente - como o maºsculo e o nervo atingem o fola­culo piloso em primeiro lugar.

"Descobrimos que o sinal vem do pra³prio fola­culo piloso em desenvolvimento. Secreta uma protea­na que regula a formação do maºsculo liso , que atrai o nervo simpa¡tico. Depois, no adulto, a interação gira, com o nervo e o maºsculo juntos. regulando as células-tronco dos fola­culos capilares para regenerar o novo fola­culo capilar. Esta¡ fechando todo o ca­rculo - o fola­culo capilar em desenvolvimento estãoestabelecendo seu pra³prio nicho ", disse Yulia Shwartz, pa³s-doutorada no laboratório de Hsu. Ela foi co-primeira autora do estudo, junto com Meryem Gonzalez-Celeiro, estudante de pós-graduação no Laborata³rio Hsu, e Chih-Lung Chen, pa³s-doutorado no laboratório de Lin.

Com esses experimentos, os pesquisadores identificaram um sistema de dois componentes que regula as células-tronco do fola­culo piloso. O nervo éo componente de sinalização que ativa as células-tronco atravanãs de neurotransmissores, enquanto o maºsculo éo componente estrutural que permite que as fibras nervosas se conectem diretamente a s células-tronco do fola­culo piloso .

"Vocaª pode regular as células-tronco dos fola­culos capilares de muitas maneiras diferentes, e são modelos maravilhosos para estudar a regeneração dos tecidos", disse Shwartz. "Essa reação em particular éútil para acoplar a regeneração de tecidos commudanças no mundo exterior, como a temperatura. a‰ uma resposta em duas camadas: arrepios são uma maneira rápida de fornecer algum tipo de ala­vio a curto prazo. Mas quando o frio dura, isso se torna um bom mecanismo para as células-tronco saberem que talvez seja hora de regenerar um novo revestimento capilar ".

No futuro, os pesquisadores ira£o explorar ainda mais como o ambiente externo pode influenciar as células-tronco da pele, tanto na homeostase quanto em situações de reparo, como a cicatrização de feridas.

"Vivemos em um ambiente em constante mudança. Como a pele estãosempre em contato com o mundo exterior, ela nos da¡ a chance de estudar quais mecanismos as células- tronco do nosso corpo usam para integrar a produção de tecidos a s demandas varia¡veis, o que éessencial para os organismos. prosperar neste mundo dina¢mico ", disse Hsu.