5.2. Heterogeneidad de los fibroblastos

Los fibroblastos (fbtos) son las células más importantes de la dermis. Su principal función es la de sintetizar colágeno y elastina y remodelar la MEC gracias a la síntesis de las metaloproteinasas y sus inhibidores. Se originan en distintas ubicaciones del embrión y adquieren identidad por su localización. Los progenitores se diferencian en varios tipos de células destinadas a realizar funciones específicas, como la interacción con las células epidérmicas para el desarrollo de los folículos pilosos y la formación de cicatrices durante la curación de las heridas (Thulabandu V, 2018; Kisiel MA, 2019). Las diferentes subpoblaciones de fibroblastos descritas incluyen los fibroblastos papilares, los fibroblastos reticulares, los fibroblastos de la papila dérmica de los folículos pilosos, los fibroblastos dermo-hipodérmicos, así como los fbtos de las cicatrices hipertróficas y los queloides (Ganier C, 2022). La heterogeneidad de los fibroblastos embrionarios se manifiesta desde una etapa embrionaria muy temprana y que pocos días después del nacimiento queda determinado cada linaje con la expresión de genes impulsores clave, incluidos Hey1, Ebf1, Runx3 y Sox11, para la trayectoria de la papila dérmica; Lrrc15 para la trayectoria de la vaina dérmica; Zfp536 y Nrn1 para la trayectoria de los fibroblastos papilares; y Lrrn4cl y Mfap5 para la trayectoria de los fibroblastos dermo-hipodérmicos (Lee H, 2024)

Los fibroblastos pueden detectarse por diferentes marcadores. Existen marcadores panfibroblásticos como el CD90, el PDGFRα y el PDGFRβ. También expresan SFRP2 y FMO1 y los pequeños proteoglicanos ricos en leucina, decorina y lumican, que se utilizan para el ensamblaje de las fibrillas de colágeno. En la dermis, además de los fbtos CD90+, se detectan queratinocitos (foliculares), células endoteliales CD31+, células hematopoyéticas CD45+ y células neuronales. En la dermis los fbtos papilares se marcan con CD39 y una pequeña parte son positivos para α-SMA. Tienen una elevada actividad proliferativa y enzimática y una mayor expresión de proteínas responsables de la respuesta inmune en comparación con la dermis reticular. También existen diferencias en cuanto a la expresión de componentes de la MEC. Sintetizan más proteoglicanos, pero menos colágeno que los fbtos reticulares. En cultivo, los fbtos papilares tienen forma de huso y, al envejecer, pierden su elevada capacidad de proliferación. En cultivos mixtos, los fbtos papilares de donantes jóvenes facilitan la formación de una epidermis estratificada y diferenciada. Favorecen también la formación de la membrana basal. A diferencia de la de los fbtos reticulares, la colonización de la dermis libre de células por fbtos papilares humanos CD90+ CD39+, cuando se añaden queratinocitos, da lugar a la formación de una epidermis multicapa y de crestas epidérmicas. Se ha comprobado que la MEC derivada de los fbtos papilares (pero no la derivada de los reticulares) aumenta la viabilidad de los queratinocitos. En la dermis papilar, se detecta un mayor nivel de señalización WNT. La señal WNT es imprescindible para las interacciones epitelio-mesénquima en el desarrollo y la regeneración de la epidermis. A ambos lados de la membrana basal se liberan señales que regulan el comportamiento celular de manera recíproca. Factores de señalización críticos en la regulación de la fisiología de los queratinocitos como KGF y GM-CSF son liberados por los fbtos papilares en respuesta a las citoquinas proinflamatorias IL1 y TNFα liberadas por los queratinocitos. Los fbtos papilares en cultivo se caracterizan por una mayor expresión de GM-CSF tras la estimulación por IL-6 derivada de los queratinocitos (Lin X, 2024).

La dermis papilar y la reticular muestran una matriz extracelular distinta y una vascularización que corresponde a sus funciones específicas.

En cultivo, los fibroblastos reticulares suelen estar diseminados por el sustrato y tienen forma estrellada. Su citoesqueleto está formado por fibras de actina y miosina que le permiten conectarse con el exterior mediante integrinas transmembrana. Estas proteínas, en conjunto, facilitan que los fibroblastos puedan moverse por la dermis mediante uniones débiles al colágeno o la fibronectina que se hacen y deshacen con facilidad. La mayoría de los fbtos expresan genes responsables de la movilidad y contracción. Los fibroblastos reticulares son α-SMA+ y expresan MGP y TGM2 que se utilizan como marcadores específicos. El gen de la transglutaminasa TGM2 está asociado con la síntesis y la activación de TGF-β1 producido por ellos mismos. El TGF-β1 estimula la producción de MEC y facilita la diferenciación a miofibroblastos (mFB), unas de las células principales en la cicatrización. Los fbtos de la dermis reticular también interaccionan con los queratinocitos en cultivo. Secretan mayor cantidad de KGF y menos GM-CSF comparado con los fbtos papilares. Los queratinocitos cultivados con fbtos reticulares tienen forma irregular y sintetizan marcadores específicos de las capas basal e intermedia, pero no las capas con diferenciación terminal. También se forma una membrana basal alterada en cultivos mixtos con fbtos reticulares humanos y no se forma una epidermis completamente estratificada (Rippa AL, 2019; Lin X, 2024).

 Fibroblastos dérmicos (modificado de Rippa AL, 2019)

Los fibroblastos localizados en la frontera de la dermis profunda y la hipodermis, es decir, los fibroblastos de la unión dermo-hipodérmica (FUDH), a diferencia de los fibroblastos papilares y reticulares, se diferencian por su mayor potencial de diferenciación en linajes mesodérmicos y en su ausencia de contractilidad. El perfil transcriptómico de los FUDH muestra especificidades en la expresión de genes implicados en el procesamiento de síntesis de MEC y de la organización del esqueleto tisular. Hay diferencias en la expresión de tenascina C entre la dermis reticular y las áreas de la unión dermo-hipodérmica y las células madre mesenquimales que los originan pueden diferenciarse en adipocitos (Haydont V, 2020).

Los fibroblastos asociados al folículo piloso comprenden los fibroblastos de la papila dérmica y los de la vaina de tejido conectivo. La papila dérmica se localiza en la región del bulbo del FP y contacta con la vaina de tejido conectivo a través de un istmo delgado. Además del intercambio de señales entre los fibroblastos de la papila y las células de la matriz del pelo que regulan su crecimiento, una de las propiedades de las células de este nicho es que contienen células madre mesenquimales que pueden servir como células madre multipotenciales para la regeneración de otros tejidos. Como el resto de fbtos, las células de la papila dérmica pueden reorganizar la MEC y las fibras de colágeno, pero cuando se aplican en un tejido se reduce el riesgo de fibrosis en la curación de las heridas. Por sus características de células madre mesenquimales, las células de la papila dérmica tienen una capacidad única para estimular la regeneración de los FP. Por otra parte, los FP conservan su potencial antifibrótico en cultivo, lo que se debe a la actividad de la papila dérmica. En los seres humanos, las cicatrices no contienen FP. La formación de FP en las heridas tiene efectos antifibróticos y angiogénicos. La vascularización del FP cambia durante el ciclo del pelo de modo que se precisa un incremento en la luz de los vasos sanguíneos durante la fase del crecimiento del mismo. Se ha observado que las células de la papila dérmica pueden interactuar con el endotelio de la microvasculatura, apoyando su proliferación, funcionamiento y estimulando la tubulogénesis en condiciones de cultivo. (Rippa AL, 2019; Lin X, 2024). Las heridas de la piel humana curan con cicatrices y sin unidades pilosebáceas ni otros apéndices. La curación de las heridas de la piel humana implica en gran medida el linaje de fibroblastos de la dermis reticular y no de la dermis papilar. Un cultivo mixto de células madre epidérmicas tricógenas y células de la papila dérmica promovió el desarrollo de FP rudimentarios in vivo que evitó la formación de cicatrices. La morfogénesis del FP y su papila dérmica requiere genes de las familias WNT, FGF, TGF-β y SHH mientras que para la formación de la papila dérmica solo se precisan señales WNT en la placoda epitelial y la señal SHH. En ratones adultos, la activación de la señalización WNT/β-catenina en la epidermis y SHH en la dermis desencadena la formación de nuevos FP. Estas señales evitan los efectos fibróticos y promueven la angiogénesis y el desarrollo de la epidermis (Rippa AL, 2019; Lin X, 2024).