fibroblastos e cicatrização de feridas: uma actualização

cicatrização de feridas e medicina regenerativa estão intimamente ligados. Embora qualquer ferida dérmica num humano adulto, mesmo que tratada, resulte em cicatrizes , o “Santo Graal” da cicatrização da ferida é “cicatrização da ferida sem cicatrizes”: reparação da ferida através da regeneração do tecido funcional e nativo. Estados cicatrizantes e patológicos de cicatrização de feridas, como cicatrizes hipertróficas e quelóides, representam um enorme fardo clínico e financeiro para o nosso sistema de saúde., Infelizmente, existem poucas terapias verdadeiramente eficazes que aceleram a cura, reduzindo a carga da cicatriz.em caso de lesão cutânea, a cicatrização da ferida após hemostase ocorre em três fases sobrepostas: inflamação, proliferação e remodelação . Os fibroblastos são críticos em todas as três fases, desempenhando um papel fundamental na deposição de componentes de matriz extracelular (ECM), contração da ferida e remodelação do novo ECM. Desde nossa revisão anterior, trabalhos recentes continuam a mostrar a impressionante heterogeneidade dos fibroblastos da pele., O conceito de que os fibroblastos dérmicos representam múltiplas subpopulações distintas é um avanço importante na nossa compreensão da fisiopatologia da pele e serve como uma nova perspectiva a partir da qual a inovação de novas terapias de feridas pode ser possível. Aqui, discutiremos os avanços recentes na compreensão da heterogeneidade fibroblasto no que diz respeito à cicatrização cutânea da ferida e desenvolvimentos relevantes em terapias clínicas de feridas.,

definir subpopulações de fibroblastos

a recente investigação científica básica na cicatrização de feridas aumentou o seu foco na compreensão das linhagens, identidades e papéis dos fibroblastos em vários tecidos. A caracterização rigorosa da heterogeneidade dos fibroblastos dérmicos com base nos marcadores da superfície celular revelou-se desafiadora, uma vez que a expressão dos marcadores da superfície celular é altamente variável e nenhum único marcador identifica este tipo de célula . No entanto, nos últimos anos, populações distintas de fibroblastos dérmicos foram elucidadas.

em 2013, Driskell et al., mostrou que os fibroblastos dérmicos surgem de duas linhagens diferentes. A linhagem dérmica superior está envolvida com folículos capilares, enquanto o baixo sintetiza ECM e se envolve com adipócitos . Notavelmente, a menor linhagem foi encontrada para ser em grande parte responsável pela reparação dérmica após ferimentos, explicando por que o tecido cicatricial em seres humanos é particularmente rico em ECM e carece de folículos capilares .em 2015, Rinkevich et al. descreveu a descoberta de uma linhagem de fibroblastos cicatrizantes responsável pelo depósito da grande maioria dos tecidos da cicatriz dorsal em ratos ., Estas células são definidas pela positividade da linhagem para o Fator de transcrição homeobox EN1. Os autores descobriram que essas mesmas células poderiam ser identificadas de forma confiável através da expressão do marcador CD26 e que a ablação dessas células reduziu a cicatrização, embora isso também atrasasse a cicatrização da ferida. Mais recentemente, Hu et al. descobriu-se que o PRRX1 delimita a linhagem ventral dos fibroblastos produtores de cicatrizes murinas .para compreender plenamente a heterogeneidade dos fibroblastos, as linhagens destas células devem ser caracterizadas. Plikus et al., demonstrou que, durante a cicatrização da ferida, os adipoyctes podem ser gerados a partir de miofibroblastos (fibroblastos ativados envolvidos na contração da ferida), sugerindo uma plasticidade significativa da linhagem no que era anteriormente entendido como fibroblastos terminalmente diferenciados . Ge et al. também demonstrou uma linhagem significativa de infidelidade entre as células envolvidas na cicatrização de feridas (incluindo células epidermais e folículos capilares). Eles mostraram que esta infidelidade de linhagem é induzida por fatores de transcrição relacionados com a resposta ao estresse e é transitória na cura, mas persistente no cenário do câncer ., A este respeito, as células cancerígenas podem cooptar mecanismos regenerativos vistos na cura.tais exemplos de plasticidade da linhagem estão desmantelando o conceito de populações distintas de células estaminais que fornecem cada tipo de célula em uma ferida. Por exemplo, é possível que, em condições de homeostase, as linhagens de folículos fibroblastos epidérmicos e capilares sejam distintas, mas em condições de stress esta distinção é desfocada . Estes achados podem explicar por que a resposta à lesão tecidular pode ser altamente variável em diferentes indivíduos e estados patológicos.,

a heterogeneidade dos fibroblastos nos estados patológicos de cicatrização de feridas

a cicatrização de feridas humanas pode ser vista como um espectro, com a formação de cicatrizes típicas representando o fenótipo “normal”; feridas crónicas num extremo e com cicatrizes hiperproliferativas e até mesmo com quelóides no outro. Estudos anteriores começaram a investigar mecanismos pelos quais a disfunção fibroblástica pode contribuir para os estados patológicos de cicatrização de feridas.,vários estudos demonstraram que os fibroblastos de feridas crónicas não lacrantes apresentam fenótipos anormais, incluindo diminuição da proliferação, senescência precoce e alteração dos padrões de libertação de citocinas , bem como actividade anormal de MMP e TIMP . Inversamente, os fibroblastos quelóides são conhecidos por exibirem proliferação aumentada e apoptose diminuída , e tem sido sugerido que os fibroblastos quelóides induzem um fenótipo anormal nos fibroblastos Quiescentes circundantes via sinalização paracrina , explicando a observação de que os quelóides superam os limites iniciais da ferida., Observações iniciais, como a feita por Wang et al. que os fibroblastos da cicatriz hipertrófica mais se assemelham aos fibroblastos de camadas dérmicas mais profundas, aludiram ao potencial significado de diferentes subgrupos fibroblastos em estados de cura patológica. No entanto, esta Biologia complexa e as suas implicações clínicas ainda não foram completamente esclarecidas. Esperamos que os esforços de investigação vai continuar a explorar estas patologias, através da lente de fibroblastos heterogeneidade na pele, para lançar uma nova luz sobre os mecanismos por trás cicatrizes da doença.,

Fibroblast-focused therapeutics

there have been many wound therapeutic innovations in scar modulation since our previous review. Limitaremos a nossa discussão aos mais relevantes para os fibroblastos, incluindo terapias que envolvem a entrega de fibroblastos viáveis no local da ferida e manipulação de comportamento fibroblastos.sabe-se que vários factores de crescimento, incluindo PDGF, FGF e TGF-β, estimulam a divisão, actividade e/ou diferenciação dos fibroblastos., Mas, até à data, apenas um factor de crescimento, uma formulação humana recombinante para PDGF (gel REGRANEX, Smith Nephew, Londres, Reino Unido), foi aprovado para feridas crónicas. Outros factores de crescimento, incluindo FGF e TGF-β, Não demonstraram de forma robusta uma melhor cicatrização da ferida em doentes humanos . A falha geral das terapêuticas com factores de crescimento é provável devido a múltiplas limitações, incluindo uma semi-vida curta após o parto., Embora tenham sido feitas tentativas para integrar biomateriais para a libertação controlada de fatores de crescimento , grandes avanços ainda têm que fazer o seu caminho para a prática clínica.os tratamentos eficazes da ferida exigem um agente que reflicta o complexo ambiente in vivo dos tipos celulares e dos factores de crescimento. Uma abordagem foi entregar células alogénicas viáveis, incluindo fibroblastos, ao local da ferida. Estas células não persistem indefinidamente, mas em vez disso servem como uma fonte de fatores de crescimento e citocinas para suportar a função das próprias células do paciente.,as terapias à base de células são mais frequentemente utilizadas para feridas crónicas, talvez porque, tal como mencionado anteriormente, as células destes doentes podem ser incompetentes para cicatrização de feridas. Terapias baseadas em células aprovadas para uso em feridas incorporam uma gama variada de células, desde fibroblastos apenas a fibroblastos mais queratinócitos, ou mesmo pele totalmente criopreservada . Um desenvolvimento mais recente em terapias celulares de feridas, Grafix (Osiris Therapeutics, MD, EUA), consiste em tecido placentário criopreservado, incluindo ECM placentário e fibroblastos .,

apesar de todos estes produtos são utilizados clinicamente para uma grande variedade de tipos de ferida, sua plena mecanismo de ação permanece desconhecido e, em muitos casos, a sua eficácia não foi estabelecida de forma robusta in vivo . O aumento da caracterização das diferentes populações de células da pele pode permitir o desenvolvimento de tratamentos baseados em células cada vez mais eficazes.,

Romance direções: a segmentação de regeneração & fibroblastos mechanotransduction

Nos últimos anos, a crescente compreensão mecanicista da função de fibroblastos levou a terapeuticamente promissoras descobertas. A sinalização Wnt é conhecida por ser crítica para a diferenciação da pele e fibroblastos dérmicos sensíveis ao Wnt desempenham um papel fundamental . Como tal, Wnt-3a e FGF-9 (que desencadeia e amplifica a expressão e ativação do Wnt em fibroblastos dérmicos) estão sendo desenvolvidas como terapias com o potencial de alcançar cicatrização sem cicatrizes com características de regeneração .,também foi estabelecido que as forças mecânicas desempenham um papel no desenvolvimento de cicatrizes patológicas . A mecanotransdução de fibroblastos nas feridas ocorre através de complexos de aderência focais, que ligam o ECM ao citoesqueleto intracelular . Em 2011, Wong et al. demonstrou que a activação da FAK ocorre após lesão cutânea e que a inibição da FAK específica dos fibroblastos diminui as cicatrizes nos ratinhos ., Estes resultados sugerem que a mecanotransdução de fibroblastos pode ser um alvo rico para novas terapias de feridas anti-carring, e elucidar as vias moleculares que ligam a mecanotransdução e a fibrose é uma área activa da investigação actual. A figura 1 ilustra as fases de cicatrização de feridas e terapias de feridas relacionadas com fibroblastos.

Conclusão & perspectivas futuras

a Compreensão de fibroblastos dérmicos heterogeneidade é uma sublime, mas importante objetivo., Grandes avanços foram feitos nos últimos anos para expandir nosso conhecimento das diferentes populações, vias sinalizadoras e nichos celulares dos diversos fibroblastos em ratos e pele humana. Mais trabalho é necessário para elucidar completamente as contribuições de diferentes linhagens de fibroblastos dérmicos para cicatrização de feridas, caracterizar os marcadores mais específicos para cada população celular e traduzir essas populações de ratos para os seres humanos., O aumento da compreensão da heterogeneidade dos fibroblastos dérmicos pode produzir percepções mecanicistas sobre terapias existentes e inspiração para novos terapeutas visando populações celulares específicas na cicatrização de feridas e cicatrizes. Prevemos que, num futuro próximo, o campo da terapia de cura de feridas irá expandir-se para espelhar a nossa crescente compreensão da diversidade de células envolvidas nesta Biologia.,