39.3: Nicho de células madre

El nicho de las células madre es el microambiente dinámico donde residen las células madre. Dentro de estos nichos, las células pueden permanecer indiferenciadas, experimentar una alta autorrenovación o convertirse en progenitoras específicas de linaje. Las células madre coexisten con otras células de nicho, como las células estromales. También interactúan estrechamente con el ECM. La comunicación célula-célula y célula-matriz se produce a través de moléculas de adhesión o factores solubles que envían señales a las células madre y determinan su destino. Las células estromales también proporcionan señales de supervivencia a las células madre evitando su muerte apoptótica. De esta manera, el nicho permite que las células madre produzcan progenitores o células amplificadoras del tránsito (células TA) periódicamente y reemplacen las células dañadas o muertas del cuerpo. Por tanto, el nicho mantiene un equilibrio entre la inactividad y la diferenciación de las células madre.

Los tejidos adultos, incluidos la médula ósea, la piel, el intestino o el cerebro, albergan células madre dentro de nichos específicos. Por ejemplo, las células madre hematopoyéticas (HSC) residen entre las células osteoblásticas, las células estromales y los reticulocitos que forman el nicho de la médula ósea. Las células madre epiteliales de la piel viven en el área abultada de los folículos pilosos. Estas células madre interactúan estrechamente con los queratinocitos y ayudan a regenerar los folículos pilosos. Las células madre neurales del sistema nervioso adulto se encuentran dentro de la región del hipocampo que produce neuroblastos y neuronas maduras. Las células endoteliales vecinas del hipocampo forman el nicho de células madre del sistema nervioso. En el intestino, las células madre intestinales o ISC se encuentran en la región de las criptas intercaladas con las células de Paneth. Las células de Paneth constituyen el nicho de células madre intestinales e inducen a las ISC a producir células TA y reemplazar las vellosidades cada 3 a 5 días.

El nicho de células madre es un microambiente tisular donde las células madre permanecen en un estado de reposo hasta que se estimulan para diferenciarse y reemplazar las células muertas o dañadas.

Las células estromales en la médula ósea, las células de Paneth en el intestino y los queratinocitos del epitelio de la piel junto con las células madre adultas constituyen nichos específicos en los tejidos de los mamíferos.

Las células madre interactúan con su matriz circundante y los componentes celulares a través de factores solubles o moléculas de adhesión celular.

Tales interacciones célula-célula y célula-matriz activan una o más vías de señalización, incluidas Notch, Wnt o BMP, que mantienen las células madre indiferenciadas y mantienen su alta capacidad de autorrenovación.

En respuesta a un estímulo, como una lesión, citocinas específicas estimulan cambios en la expresión génica en las células madre. Las células se dividen asimétricamente y producen progenitores que se diferencian aún más en células específicas de tejido y migran a su sitio de acción.

La acumulación excesiva de especies reactivas de oxígeno durante el envejecimiento o el cáncer altera el funcionamiento del nicho. Las células madre proliferan sin control y acaban perdiendo su capacidad regenerativa.