celulele stem cutanate cutaneous stem … · celulele stem cutanate constituie un factor important...

63

* Spitalul Clinic „Prof. Dr. Scarlat Longhin“, Centrul Dermato-venerologic.** Universitatea „Titu Maiorescu“, Facultatea de Medicinã-Dermatologie.*** U.M.F. „Carol Davila“, Dermatologie.

CELULELE STEM CUTANATE

CUTANEOUS STEM CELLS

M. ALECU*, **, GABRIELA COMAN*, IONICA COSTACHE RÃDULESCU**, MONICA COSTESCU***, ALINA MUªETESCU*

Bucureºti

DermatoVenerol. (Buc.), 56: 63-77

Organismele pluricelulare organizate înþesuturi ºi aparate îºi reînnoiesc permanentcelulele prin diviziune directã simetricã acelulelor componente respectiv dintr-o celulã iaunaºtere douã celule fiice identice care la rândullor se vor divide direct ºi simetric în alte celule

Pluricellular organisms organized in tissuesand systems are permanently renewing the cellsby symmetric splitting of the apart cellsrespective, two identical daughter cells arise fromone cell, cells that will divide directly andsymmetric into other daughter cells.

REFERATE GENERALEGENERAL REPORTS

Rezumat

Cercetãrile efectuate pânã în prezent la nivelul pieliiau evidenþiat cã la acest nivel existã douã tipuri principalede celule stem: celulele stem epidermice ºi celulele stemmelanocitare. La acestea se adaugã ºi unele adipocite ºicelule ale glandelor sudoripare ecrine care au în unelecondiþii caractere de celule stem. Celulele stem, atât celeepidermice cât ºi cele melanocitare se gãsesc localizate înzona infundibularã (niºã) care asigurã prin intermediulfactorilor de creºtere un microambient ce menþine celulelestem în faza nediferenþiatã.

Celulele stem cutanate constituie un factor importantîn apariþia ºi desfãºurarea procesului de îmbãtrânire, alproliferãrii tumorale precum ºi a altor procese patologicedesfãºurate la nivelul pielii.

Acumularea de cunoºtinþe despre celulele stemcutanate cu implicarea lor în procese patologice majore faceca acestea sã devinã o þintã terapeuticã importantã pentruterapia cutanatã.

Cuvinte cheie: celule stem epidermale, celule stemmelanocitare, piele.

Summary

Researches conducted so far have shown that at theskin level there are two main stem cells types, epidermaland melanocyte . To these are added some adipocytes andeccrine sweat gland cells that in some conditions arepresenting stem cell characteristics. The stem cells,epidermal and melanocyte are both localized in theinfundibular area (niche zone) that ensure an enablingmicroenvironment through growth factors that maintainstem cells in an undifferentiated status.

The cutaneous stem cells are an important factor in theemergence and development of ageing process, tumoralproliferation as in other pathology developed at the skinlevel.

Accumulation of knowledge about cutaneous stemcells and their involvement in major pathologicalprocesses make them an important target for cutaneoustherapy.

Key words: epidermal stem cells, melanocyte stemcells, skin.

64


fiice. În acest mod organismul înlocuieºte celulelecare ºi-au încheiat ciclul de viaþã, cu celuleidentice menþinându-se astfel un numãr constantde celule la nivelul unui þesut ºi al organismuluipluricelular în general.

S-a constatat cã existã cel puþin douã situaþiiîn care acest mecanism este depãºit. O primãsituaþie este reprezentatã de apariþia unui deficitnumeric celular prin acþiunea unui traumatismcare distruge un numãr mare de celule ºi estenevoie de o refacere rapidã a numãrului normalde celule din þesutul distrus. O a doua situaþieeste reprezentatã de celulele supraspecializatedin organism (celule sanguine, keratinocite,celulele epiteliului intestinal) care pierdcapacitatea de diviziune ºi care, ca ºi celulele lasfârºitul perioadei de viaþã, trebuie înlocuite cualte celule noi. Apare astfel problema identificãriimodului cum organismul reuºeºte sã menþinã unnumãr constant de celule în aceste douã situaþii.

Un prim model l-au oferit chiar celulelesanguine. Astfel s-a constatat în urmã cu peste ojumãtate de secol cã celulele sanguine circulanteprovin din celule precursoare unipotente în viaþaadultã, câte o celulã precursoare pentru fiecareserie (eritrocitarã, granulocitarã, trombocitarã,etc.), care au fost denumite celule suºã sau celulestem.

Experimental, E.A. McCulloch ºi J.E. Till înjurul anilor 1960, au injectat la ºoarecii iradiaþicelule precursoare de serie din mãduvahematogenã care s-au regãsit sub forma unornoduli splenici formaþi dintr-un singur fel decelule (1-2). Acest experiment, ca ºi cercetãrileulterioare, a evidenþiat clar rolul celulelor stem(suºã) în formarea elementelor celulare alesângelui respectiv a unor celule specializate careºi-au pierdut capacitatea de a se divide.

Embriologia oferã un model mult mai amplual dezvoltãrii unor celule specializate dintr-ocelulã unicã, celula stem.

Astfel organismul uman ia naºtere dintr-osingurã celulã, zigotul care rezultã din fuziuneacelor doi gameþi, respectiv zigotul, beneficiind deinformaþia geneticã, în mod egal de la ambiipãrinþi. Prin diviziune zigotul formeazã morula(formatã din 16 celule) ºi ulterior blastula formatãdin 128 celule, care cuprind în interiorul lor ocavitate. În urmãtorul stadiu, gastrula, apare

In this way the organism replace the cells thatclosed theirs life cycle with identical cells,maintaining the constant number of the cells inthe tissue and in the pluricellular organism also.

It was observed that two situations, at least,seems to overdraw (exceed) this mechanism. Firstsituation is represented by the appearance of acell number deficiency by a trauma action thatdestroys a great number of cells and the rapidrestore of the number of cells is required. Asecond situation is represented by thesuperspecialized cells of the organism (bloodcells, keratinocytes, gut epithelial cells) thatlooses their division capacity and as cells thatcomplete their life cycle need to be replaced bynew cells.

So arises the problem to identify the wayorganism succeeds in maintaining the constantnumber of the cells in these two situations.

One pattern is offered by blood cells. Thus,most than 50 years ago it was discovered thatblood circulating cells descend from unipotentprecursor cells in the adult life, one progenitorcell for each series (erythrocyte, granulocyte,platelet, etc) and it was called stem cell.

The experiments performed by EA McCulloch and JE Till in the 1960 , that injected inirradiated mice progenitor cells from hematogenbone marrow and generated spleen nodulesformed by a single cell type. This experiment, asthe subsequent researches distinctly showed therole of stem cells in blood figurate elementsformation and specialized cells that lost theirdivision capacity.

Embryology offers a more developed modelof developing in specialized cells from uniquestem cell. Thus the human organism is born froma single cell, zygote , resulting from two gametesfusion, being the benefit of equally both parentsgenetic information.

Zygote if forming by division, morula(consisting in 16 cells) and afterwards blastulaformed by 128 cells that include a cavity within.In the next stage, gastrula differentiation inembryological layers occurs (ectoderm,endoderm).

Last decade researches emphasized that factthat blastocysts cells in adequate growth and cell

65


diferenþierea în foiþele embrionare (ectoderm,endoderm).

Cercetãrile ultimului deceniu au evidenþiatfaptul cã celulele recoltate din blastulã (blastocit),puse în condiþii de creºtere ºi de stimularecelularã adecvate, pot reproduce toate þesuturileorganismului uman. Au fost denumite celulestem totipotente (omnipotente). Aceste celule potforma un organism perfect viabil.

Celulele gastrulei au o mare capacitate dediferenþiere dar se diferenþiazã numai înþesuturile care provin din aceeaºi foiþãembrionarã. Au fost denumite celule stempluripotente. Alte tipuri de celule stem suntcelulele stem multipotentecare se pot diferenþianumai în celule din familii înrudite, celule stemoligopotente care se diferenþiazã numai în celuleapropiate între ele (limfocite/granulocite) ºicelule unipotente care pot forma un singur tip decelule (ex. celulele epiteliale din piele). Acestultim tip de celule, care este prezent în viaþaadultã, (nu în perioada embrionarã) a fostdenumit celule stem adulte [2].

Caracteristicile celulelor stem

Celulele stem se caracterizeazã prin o marecapacitate de proliferare ºi diferenþiere în celulespecializate, capacitate denumitã potenþã.Potenþa celulelor stem scade de la celulele stemtotipotente (blastociste) la celulele stem adulte.Ceea ce este interesant este faptul cã potenþacelulelor stem scade în condiþiile în careinformaþia geneticã rãmâne neschimbatã, fiindaceeaºi atât la celulele stem totipotente cât ºi lacelulele stem adulte. Cel puþin teoretic s-ar puteaca sã existe o evoluþie inversã de la celulele stemadulte cãtre celulele stem oligopotente,multipotente ºi pluripotente (totipotente ?).Altfelspus o celulã stem adultã sã îºi revinã la stadiulde celulã stem embrionarã. Cercetãrile în acestsens sunt fie prea spectaculoase ca sã fie reale fiesunt neconcludente fie sunt parþial comunicate.

Baza molecularã a capcitãþii foarte mari deproliferare pare sã fie datã de activitatea unorfactori de transcripþie , oct-4, Nanog ºi Sox-2 cemenþin supresate genele care conduc celulele sprediferenþiere [3]. De asemenea s-a demosntrat cãprofilul micro RNA este diferit la celulele stem ºila celulele de amplificare tranzitorie faþã de

stimulation conditions may reproduce all thehuman organism tissues. These were namedtotipotent stem cells (omnipotent). These cellsmay form a perfect viable organism.

Gastrula cells have a great capacity ofdifferentiation but they are differentiate only inthe tissues resulting from the same embryologicallayer. These were named pluripotent stem cells.Other types of stem cells are multipotent stemcells that may differentiate only in related familyof cells, oligopotent stem cells that aredifferentiating only in similar types of cells (ex.lymphocytes/granulocytes) and unipotent stemcells that may form only one type of cell (ex.epithelial cells from the skin). This type of cell,existing in the adult life, (not in the embrionaryperiod) was named adult stem cell. [2].

Stem cells characteristics

Stem cells are characterized by a highcapacity of proliferate and differentiate inspecialized cells, capacity named potency. Thepotency of stem cells is diminishing fromtotipotent stem cells (blastocysts) to adult stemcells. It is interesting that the potency of stem cellslowers considering that they have the samegenetic information, totipotent stem cells andadult stem cells also. At least theoretical, aninverse evolution from adult stem cells tooligopotent, multipotent and pluripotent(totipotent?) may exist. Otherwise, an adult stemcell returns to embrionary stem cell stage.Researches in this field are either too spectacularto be real or no conclusive or partiallycommunicated.

The molecular basis of the great proliferatecapacity seems to be due to a transcription factorsactivity, oct-4, Nagog and Sox-2 that aresuppressing genes responsible with cellsdifferentiation. [3]. At the same time it wasdemonstrated that micro RNA profile is differentin stem cells and transitory amplifying cells thankeratinocytes stepped into terminaldifferentiation program. [4].

A second characteristic of the stem cells isrepresented by the manner of division. Thus asomatic cell is splitting symmetrical into twodaughter cells identical with the mother cell, and

66


keratinocitele intrate în programul de diferenþiereterminalã [4].

O a doua mare caracteristicã a celulelor stemo reprezintã modul de diviziune al acestor celule.Astfel, o celulã somaticã se divide simetric îndouã celule fiice identice cu celula mamã, iaraceste celule fiice se divid la rândul lor totsimetric în alte douã celule fiice. Spre deosebirede celulele somatice, celulele stem se dividasimetric în douã celule fiice dintre care unareproduce celula stem mamã ºi una intrã înprocesul de diferenþiere. În acest mod populaþiade celule stem rãmâne constantã ºi se produc ºicelulele care vor intra în procesul de diferenþiereterminalã (celule sanguine sau keratinocite) sauatunci când este cazul, (traumatisme cu pierdereade celule) se vor forma celule somatice adulte. [5].

Diviziunea asimetricã este asociatã în cadrulcelulelor stem cu un ciclu lent de viaþã cumenþinerea îndelungatã a celulelor stem înstadiul G0 al ciclului celular, ceea ce lediferenþiazã net de celulele somatice.

Identificarea celulelor stem

În afarã de caracteristicile fiziologice binedefinite enunþate s-a încercat identificareamorfologicã a celulelor stem. S-a cãutat ca acesttip de identificare sã se facã pe baza unorproteine de pe suprafaþa celulelor stem ºi a unorfactori de transcripþie. S-a demonstrat cã acesteproteine de suprafaþã încadrate în proteine desemnal, sau de adeziune, au o specificitaterelativã pentru celulele stem în sensul cã numaiîn puþine cazuri se gãsesc numai la nivelulacestor celule. În afarã de acestea, celulele stemadulte din diferite þesuturi prezintã markerispecifici pentru un anume tip de þesut.

Luaþi în ansamblu, s-au identificat peste 100de astfel de markeri care într-o anumitã asocierepot defini o celulã stem.

Dintre cei mai cunoscuþi markeri ai celulelorstem embrionare sunt: oct-4, un factor detranscripþie din grupa factorilor POU (exprimatîn celulele totipotente). Creºterea diferenþieriicelulelor stem embrionare face ca acest factor sãîºi reducã exprimarea. Tot din aceastã categoriefac parte Sox 2, Nanog. Dintre proteinele desuprafaþã cei mai importanþi factori suntcomplexele de factori SSAs, Tra 1-60 ºi Tra-1-81.Celulele stem neurale exprimã pe suprafaþa lor

these daughter cells are dividing into other twoidentical daughter cells. Unlike somatic cells,stem cells are splitting asymmetrical into twodaughter cells one reproducing the mother stemcells the other following the differentiationprocess. This way the stem cell populationremain constant and cells that will terminallydifferentiate are producing(blood cells orkeratinocytes) and were is needed (trauma withlost of cells) will form somatic adult cells. [5].

Asymmetrical division is associated withslow life cycle with prolonged G0 stage of lifecycle remaining of stem cells thus being distinctlydifferent from somatic cells.

Stem cells identification

Beside physiological well known character-istics, the morphological stem cells identificationhas been studied following the identification bystem cells surface proteins and transcriptionfactors. It was demonstrated that these surfaceproteins, considered as signal proteins, oradhesion proteins, have a relative specificity forstem cells considering that in a few cases arepresent on these cells only. Beside, adult stemcells from different tissues have specific markersfor one kind of tissue.

On the whole, more than 100 of these markerswere identified that in one kind of associationmay define a stem cell.

Some of the most well known markers of thestem cells are: oct-4, a transcription factor fromPOU group (totipotent cells expressed).Intensifying embrionar stem cells differentiationmakes this factor to reduce its expression. Fromthe same category are Sox-2, Nagog. Among thesurface proteins the most important factors arethe complexes: SSAs, Tra 1-60, and Tra-1-81.Neural stem cells are expressing on their surfacethe marker nestin and PSA-NCAM. Hematopoieticstem cells are expressing markers like: CD34,CD133, ABCG2 [6].

Also markers for stem cells are consideredproteins like: beta-1 integrin, alpha 6-integrin, c-kit, cytokeratin 15, cytokeratin 19 in epithelialstem cell case. [6].

By genetic engineering techniques a productof a gene, named green fluorescent protein (GFP)

67


markerul nestinã ºi PSA-NCAM. Celulele stemhematopoietice prezintã markeri ca: CD34,CD133, ABCG2 [6].

De asemenea sunt consideraþi markeri pentrucelulele stem o serie de proteine ca: beta 1integrina, alfa 6 integrina, c-kit, citokeratina 15,citokeratina 19 în cazul celulelor stemepidermice.

Prin tehnici de inginerie geneticã s-adescoperit o genã al cãrui produs a fost denumitproteinã fluorescentã verde (green fluorescentproteinGFP). Aceastã genã se gãseºte la celulelenediferenþiate ºi este blocatã în momentul cândcelula devine specializatã [7].

Cu toate cã existã numeroºi markeri deidentificare a celulelor stem mai mult sau maipuþin specifici acestor celule, identificarea însensul de vizualizare ºi izolare este dificilã.Numeroºi markeri pot fi asociaþi cu starea denediferenþiere a unei celule mai mult decât cu ocelulã stem anume dintr-un anumit þesut.

CELULE STEM DE LA NIVELUL PIELII. La nivelul pielii s-au identificat pânã în

prezent douã tipuri de celule stem adulte.Acestea sunt celule stem epidermice ºi celulestem melanocitare.

Celule stem epidermice

Primele cercetãri privind celulele stemepidermice s-au efectuat la ºoarece pe epiteliuldorsal unde s-a observat cã la nivelul epiteliuluiinterfolicular acesta este organizat sub formaunor coloane în sensul cã o celulã epitelialã esteînconjuratã de alte 10 celule bazaleiar peste acestecelule se dispun keratinocite în diverse stadii dediferenþiere (corespunzãtor stratului epider-mului) pânã la nivelul stratului cornos. S-apresupus cã celula centralã este o celulã stem caredã naºtere la întraga coloanã, întreaga structurãfiind denumitã unitate proliferativã epidermicã.În cazul epiteliului uman, datoritã prezenþeipapilelor dermice care orienteazã oblic aceastãstructurã, ca ºi grosimii epidermului, unitatea deproliferare epidermicã este mai greu vizibilã darexistã ºi a fost demonstratã cu certitudine [8].

Un alt grup de experimente care a urmãritgradul de încorporare a unor nucleotide marcateradioactiv (timidinã tritiatã) în secvenþele ADNale celulelor bazale epidermice a evidenþiat cã

was discovered. This gene is present inundifferentiated cells and it is blocked when thecell became specialized [7].

Although there area lot of markers for stemcells identification more or less specific for thesecells, identification by visualization or isolation isdifficult. Lot of markers may be associated withthe undifferentiated stage of cell, rather than acertain kind of cell from a certain kind of tissue.

CUTANEOUS STEM CELLS.

Two kind of adult stem cells were identifiedat the skin level till now. These are epidermalstem cells and melanocytic stem cells.

Epidermal stem cells

First researches on epidermal stem cells wereperformed on dorsal mouse epithelium were theinterfolicular epithelium proved to be organizedin columns, one basal epithelial cell issurrounded by other 10 basal cells over thesecells are disposed keratinocytes in differentstages of differentiation (according to theepidermal stratum) till the corneum stratum .

It was presumed that the central cell is astem cell that give birth to a whole column, theensemble being named proliferative epidermalunit. In the case of human epithelium becauseof the dermal papillae orienting oblique thisstructure, as of the thickness of epidermis theepidermal proliferation unit is hardly visiblebut it exists and it was demonstrated withcertainty [8].

Another group of experiments followed upthe degree of radionuclide incorporation (tritiumthymidine) in DNA sequencing of epidermalbasal cells showing that these cells are differentlyincorporating nucleotides. Thus around 10% ofthe cells slowly incorporate tritium thymidineand for a long period of time are maintaining thesame rate of incorporation (3 months). Otherbasal cells, respectively 50-60% of basalkeratinocytes are less visible and variablyincorporate thymidine.

First category of the cells, with slow degree ofthymidine incorporation, correspondingly to aslow life cycle, has been assimilated with stemcells and the other category with keratinocytes in

68


aceste celule încorporeazã diferit acestenucleotide. Astfel în jur de 10% din celuleleîncorporeazã lent timidina marcatã ºi îºi menþin operioadã lungã de timp (aproximativ 3 luni)acelaºi nivel de încorporare. Alte celule bazale,respectiv 50-60% din keratinocitele bazale suntmai puþin conturate ºi încorporeazã variabiltimidina tritiatã.

Prima categorie de celule, cu grad lent deîncorporare a timidinei, corespunzãtoare unuiciclu lent de viaþã a fost asimilatã cu celulele stemiar ultima categorie, cu keratinocitele intrate înstadiul de diferenþiere terminalã. Celulele cu unritm mai rapid de încorporare au fost denumitecelule de amplificare tranzitorii. Aceste celule auun potenþial intermediar de proliferare iar prindiviziune cresc (amplificã) numãrul de celule dincare pot sã aparã celulele specializate. Termenulde „tranzitoriu” se referã la faptul cã aceste celuleau caracter de trecere între celulele stem propriu-zise ºi celulele diferenþiate.Se considerã cãcelulele stem se divid de 4-5 ori înainte de a sediferenþia în celule specializate ºi ar constitui unmecanism de protecþie împotriva unor proliferãrinecontrolate de tip tumoral [9].

Studiile cu timidinã marcatã au evidenþiat ºilocalizarea celulelor stem epidermice. S-auidentificat astfel douã locaþii. O primã locaþie oreprezintã , dupã cele mai multe opinii, în cazulepidermului interfolicular, baza crestelorpapilare, unde se considerã cã ar fi un loc maiprotejat. A doua locaþie ar fi regiunea „bulge”(protuberanþã/umflãturã) care reprezintã unspaþiu format de teaca externã a firului de pãrsituatã în apropierea locului de inserþie amuºchilor piloerectori , sau sub orificiul deinserþie a glandelor sebacee [8,9]. Se considerã înprezent cã aceastã regiune reprezintã un rezervorde celule stem epidermice, care se gãsesc înstratul bazal al epidermului. Fãrã sã existesuficiente dovezi, se considerã cã celulele stemepidermice din zona infundibularã migreazã lanivelul stratului bazal al epidermului [9].

O observaþie în acest sens este ºi faptul cãfoliculul pilos are capacitatea de a regeneraepiteliu în întregime în caz de distrugeri masivetraumatice [10].

Celulele stem epidermice se caracterizeazã (ºiîn unele cazuri se identificã atât in vivo cât ºi înculturi) printr-o serie de markeri (proteine de

terminal differentiating stage. The cells with fastincorporation rate were denominated transitoryamplifying cells. These cells poses anintermediate potential of proliferation and bydivision amplifying the number of cells that givebirth to specialized cells. The term “transitory”refers to the fact that these cells have anintermediate character between proper stem cellsand differentiated cells. It is considered that stemcells are divided 4-5 times before differentiatingin specialized cells this being a protectionmechanism against uncontrolled tumoralproliferation [9].

Studies with marked thymidine emphasizedepidermal stem cells localization. Two locationswere identified. First, accordingly to someopinions, in the case of interfolicular epidermis,papillary crest (ridge) basis were the place isconsidered to be more protected. The secondlocation is the bulge region , a space formed byexternal sheath of the hair, located near thepiloerector muscles insertion or under insertionof sebaceous glands aperture [8,9]. Nowadays itis considered that this region is an epidermalstem cells reservoir from the basal layer ofepidermis [9].

An observation in this respect is theobservation that the hair follicle has the capacityof regenerating the whole epithelium in massivetraumatic damages [10].

Epidermal stem cells are characterized (andin some cases are identifying in vivo and incultures) by a series of markers (surface orintracellular proteins). These proteins are notspecific to stem cells but in certain configurationmay lead to these cells identification. The mostimportant markers are: beta-1 integrin, keratinfilament profile, p63 transcription factor,transferrin receptor (CD71). An important rolehas beta-1 integrin, an adhesion moleculeexpressed on all the keratinocytes. It wasobserved that the more stable are the cells thehigher is the proliferative capacity. The markervalue for the stem cells it is yet limited because atthe basal layer level there are more cells havinghigh beta-1 integrin levels than the number ofstem cells [9, 10].

69


suprafaþã sau intracelulare). Aceste proteine nusunt proprii celulelor stem ci într-o anumeconfiguraþie, pot duce la identificarea acestorcelule. Cei mai importanþi markeri sunt: beta-1integrina, profilul filamentelor de keratinã,factorul de transcripþie p63, receptorul pentrutransferinã (CD71). Un rol important îl are beta-1integrina, o moleculã de adeziune care esteexprimatã pe toate keratinocitele. S-a constatatînsã cã, cu cât celulele respective sunt mai stabile ºicapacitatea de proliferare este mai mare. Valoareade marker pentru celulele stem este totuºi limitatãdeoarece la nivelul stratului bazal existã mai multecelule care au nivele crescute de beta-1 integrinãdecât numãrul de celule stem [9, 10].

La nivelul stratului bazal, keratinociteleexprimã perechea de filamente de keratinã 5 ºi 14iar în straturile urmãtoare 1 ºi 10. Keratinocitelecare exprimã keratina 19 au o capacitate crescutãde proliferare ºi de a forma colonii în culturã. Înregiunea infundibularã celulele stem epitelialeexprimã în cantitate crescutã keratina 19. Factorulde transcripþie p63 este un factor ce face parte dinfamilia de factori p53. Toate celulele bazaleexprimã acest factor. Dar, celulele care exprimãmai mult acest factor au capacitate crescutã deproliferare [11,12].

Atât celulele stem epidermice de la nivelulstratului bazal cât ºi cele din zona infundibularãsunt supuse acþiunii unor cãi de semnalizaredintre care cele mai importante sunt: caleaWnt/betacateninã, Shh, BMP (bone morpho-genetic protein signaling) ºi Notch. Dintre acesteacea mai cunoscutã cale de semnalizare este caleaWnt/betacateninã care activeazã celulele stem dela nivelul regiunii infundibulare, ca ºiproliferarea de novo, ºi regenerarea folicululuipilos. BMP are o acþiune inversã în sensul cãinhibarea semnalului indus de BMP duce laactivarea celulelor stem. Proteinele trasmem-branale Notch sunt exprimate atât pe celuleleepiteliale adulte cât ºi pe cele embrionare,inclusiv pe celulele glandelor sebacee. La nivelulcelulelor stem, atât din stratul bazal cât ºi dinregiunea infundibularã semnalele pe calea Notchacþioneazã în sensul activãrii sau menþinerii înstare activã a acestor celule. Semnalele cãii Notchregleazã ciclul de evoluþie al foliculului pilos ºipar sã inhibe proliferarea tumoralã a celulelorepiteliale [10].

At the basal layer level, keratinocytes expressthe pair of keratin filament 5 and 14 and in thefollowing layers, 1 and 10. Keratinocytesexpressing keratin 19 have high proliferative andcolony forming capacity. In the infundibularregion stem cells are highly expressing keratin 19.Transcription factor p63 belongs to the family ofp53 factors. All basal cells express this factor butthose cells expressing higher this factor possesraised proliferative capacity [11,12].

Both epidermal stem cells from basal layerlevel and those from infundibular zone aresubjected to signaling ways some of the mostimportant being: the pathway Wnt/betacatenin,Shh, BMP (bone morphogenetic proteinsignaling) and Notch. Among these the most wellknown signaling pathway is Wnt/betacateninthat activates infundibular stem cells as de novoproliferation and hair follicle regeneration. Bmphas an inverse action considering that BMP signalinhibition leads to stem cells activation.Transmembranal proteins Notch are equallyexpressed on adult epithelial cells and onembrionar cells inclusive on sebaceous glandcells. At the stem level cells both from basal layerand infundibular region Notch signaling produceactivation and maintaining of the active status ofthese cells. The signals of Notch pathway isregulating the evolution cycle of hair follicle andseems to inhibit the proliferation of tumoralepithelial cells [10].

Melanocyte Stem cells

Melanocytes are cells originated from neuralcrest that have as primordial function melaninproduction, by specialized intracellular organitenamed melanosoms Skin melanocytes are foundin the basal cell layer where trough three or fourdendritic extensions introduce melanin intosurrounding keratinocytes. Each keratinocytemay produce and transmit melanin toapproximately 30 keratinocytes.

Besides the melanin production, cutaneousmelanocytes seems to be involved in immuneand inflammatory response. Melanocytes havephagocytosis capacity, processing and presentingantigen in cooperation with MHC molecules ofclass II. Melanocytes produce cytokines like: Il-

70


Celulele stem melanocitare

Melanocitele sunt celule provenite din creastaneuralã care au ca principalã funcþie producereade melaninã prin intermediul unor organiteintracelulare specializate numite melanozomi. Lanivelul pielii melanocitele se gãsesc în stratulbazal, unde prin intermediul a trei sau patruprelungiri dendritice introduc melanozomi cumelaninã în keratinocitele înconjuratoare. Fiecaremelanocit poate produce ºi transmite melaninã laaproximativ 30 de keratinocite.

În afarã de producþia de melaninã,melanocitele cutanate par a fi implicate înrãspunsul imun ºi inflamator. Melanocitele aucapacitatea de fagocitozã, de a procesa ºiprezenta antigenul în cooperare cu moleculeleMHC de clasa a II-a. Melanocitele produc o seriede citokine ca: IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α,GM-CSFdar ºi cortizol ºi exprimã pe suprafaþa lorTLR (toll-like receptor). Se considerã cãmelanocitele ar avea ºi un rol senzorialexprimând pe suprafaþa lor ºi receptori pentru β-endorfine. Existã o strânsã relaþie între melanociteºi keratinocite acestea controlând sinteza depheo/ eumelaninã prin intermediul mai multortipuri de citokine. Pe de altã parte, odatã cumelanozomii se transmit în keratinocite o serie desubstanþe cum ar fi acetilcolina sau se pottransmite ºi ionii de calciu. Melanina transferatãîn keratinocite are rol nu numai în protecþia UVdar este ºi o substanþã puternic antioxidantã.

Melanocitele adulte provin în piele din o seriede celule nediferenþiate ºi nepigmentate denu-mite melanoblaste . Melanoblastele provin larândul lor din creasta neuralã ºi în cursuldezvoltãrii embrionare migreazã în epidermajungând la nivelul foliculului pilos. Se considerãcã melanoblastele prezintã caracterele unor celulestem.

La nivelul foliculului pilos, odatã localizate,se separã în douã tipuri de populaþii. O primãpopulaþie care se diferenþiazã în melanociteadulte care se localizeazã la nivelul matrixuluifirului de pãr ºi sunt responsabile de pigmentareafirului de pãr, melanocite ce nu au caracterulcelulelor stem ºi o a doua populaþie localizatã lanivelul regiunii infundibulare în porþiuneainferioarã a acesteia (lower permanent portion).Melanocitele din aceastã zonã sunt celule stemmelanocitare care sunt responsabile cu

1α, Il-1β, Il-6, Il-8, TNF-α, GM-CSF but alsocortisol and express TLR (toll like receptors) ontheir surface. It is considered that melanocytesposses sensorial role expressing on their surfacereceptors for endorphin. There is a closerelationship between melanocytes andkeratinocytes these controlling pheo/eumelaninsynthesis by some different kind of cytokines.

On the other hand, beside melanosoms inkeratinocytes there are transmitted somesubstances as acetylcholine or calcium ions.Keratinocytes transferred melanin has a role notin UV protection only but there is an antioxidantsubstance too.

Skin adult melanocytes originate from someundifferentiated and nonpigmented cells namedmelanoblasts. Melanoblasts originate from neuralcrest and in embryo development are migratingin epidermis to hair follicle level. It is consideredthat melanoblasts presents stem cellscharacteristics.

At the hair follicle level they are separatinginto two types of populations. One that isdifferentiated into adult melanocytes, locatedinto hair matrix and are responsible of hair color,melanocytes without stem cell characteristics anda second population located at the infundibularregion in its lower permanent portion.Melanocytes from this region are melanocytestem cells, responsible with skin normal orposttraumatic repopulation with adultmelanocyte cells [14]. It is considered that at theinterfolicular epithelium level melanocytes stemcells originate from infundibular region or neuralcrest derived melanoblasts which differentiateinto melanocytes adult stem cells bykeratinocytes stimulation [14,15]. The fact thatdepigmented lesions from lips mucosa or fromfeet and palms , without hair follicles, mayrepigment after phototherapy suggests thatrepigmentation has been made by epidermalmelanocytes [16]. That does not mean thatrepigmentation was made by melanocytesmigration from the pigmented lesion border [16].Melanocytic stem cells expresses on their surface,proteic markers realising a different profile thanadult melanocytic stem cells.

71


repopularea normalã sau posttraumaticã a pieliicu celule melanocitare adulte [14]. Se considerã cãla nivelul epiteliului interfolicular melanocitelestem ar proveni din regiunea infundibularã saudin melanoblastele migrate din creasta neuralã ºicare se diferenþiazã în celule adulte ,melanocitele, prin stimularea pe care o realizeazãkeratinocitele [14,15]. Faptul cã leziuniledepigmentate de pe mucoasa buzelor sau de lanivelul plantelor ºi palmelor unde nu existãfoliculi piloºi se pot repigmenta dupã fototerapiesugereazã cã aceastã repigmentare s-a fãcut pebaza melanocitelor din epiderm [16].

Aceasta nu înseamnã neapãrat cã repig-mentarea s-a fãcut prin migrarea melanocitelorde la marginea leziunii depigmentate [16].

Celulele stem melanocitare exprimã pesuprafaþa lor o serie de markeri proteici carerealizeazã un fel de profil diferit faþã de celulelestem melanocitare adulte.

Cele mai cunoscute proteine de suprafaþã curol de markeri sunt: Pax3, ,Tyrp2, Sox10, mitf [17].

Un rol foarte important pare sã îl prezintereceptorul (markerul) Pax3, care poate acþionaatât ca iniþiator al melanogenezei orientândcelula stem melanocitarã spre diferenþiere cât ºiinhibitor al diferenþierii spre celula melanocitarãadultã [18]. Proteina Sox10 acþioneazã sinergic cuPax3 activând factorul de treanscripþie Mitf carecontroleazã la rândul sãu proliferarea ºidiferenþierea celulelor melanocitare adulte.Melanoblastele care exprimã factorul Sox10 înviaþa embrionarã exprimã în cantitãþi foartereduse acest factor dupã colonizarea regiuniiinfundibulare. Dar factorul Sox10 se gãseºteintens exprimat pe melanocitele adulte de lanivelul matrixului firului de pãr. Existã odinamicã a exprimãrii acestor factori în funcþie degradul de diferenþiere a celulelor dar ºi detendinþa de evoluþie a fiecãrei celule în parte fiespre menþinerea stãrii de nediferenþiere, fie decelulã melanocitarã adultã [17].

Un rol important în menþinerea stãrii denediferenþiere a celulelor stem melanocitare îlreprezintã receptorul Notch , odatã activat acestreceptor duce la apariþia mai multor factori detranscripþie care activeazã un complex de genehes care codificã o serie de factori blocanþi cemenþin blocate genele implicate în diferenþiereacelularã , menþinând celula în faza de celula stemmelanocitarã. Mutaþiile la nivelul receptorului

The best known surface proteins with markerrole are: Pax3, Tyrp2, Sox10, Mitf [17].

A very important role seems to have thereceptor (marker) Pax3, that may act as initiatorof melanogenesis, orienting melanocytic stem cellto differentiate, and inhibitor of differentiationleading to adult melanocyte cell [18].

The Sox10 protein actions synergic with Pax3activating transcription factor Mitf that controlsadult melanocytes proliferation anddifferentiation. Melanoblasts that express Sox10factor in embryo life express in reduced amountsthis factor after infundibular region colonization.But Sox10 factor is intensively expressed on adultmelanocytes at the hair matrix level.

There is a dynamic of these factor expressionby the differentiation degree of the cells and bythe evolution tendency of every cell either tomaintain the undifferentiated status or adultmelanocytic cell [17].

An important role in the undifferentiatedstatus maintaining of the melanocytic stem cellsis represented by Notch receptor, once activatedthis receptor generate more transcription factorthat activated a gene complex hes that code asuccession of blocking factors that maintain thedifferentiation gene blocked maintaining the cellin the melanocytic stem stage. Mutations at theNocth receptor level are associated with amassive decrease of melanoblasts andmelanocytic stem cells, and a marked whiteningof the hair [19].

Another important marker on the melanocyticstem cell is nestin, being present both on stemcells and endothelial cells. The presence of nestinon the tumoral melanocytic cells is associatedwith a poor prognostic in the clinical evolution ofmelanoma [20].

A special place in the evolution ofmelanocytic stem cells has the group of receptorskit specially c-kit. The receptor c-kit is atransmembrane protein that binding its specificreceptor SCF (stem cell factor) activate tyrosinekinases. The kit receptor, generally plays animportant role in normal hematopoiesis ,melanogenesis, gametogenesis, as in thedifferentiation of ICC (interstitial cells of Cajal)[21]. Even though it is involved in proliferation,

72


Notch sunt asociate cu o scãdere masivã amelanoblastelor ºi a celulelor stem melanocitare ,cu o albire marcatã a forului de pãr [19].

Un alt marker important pe celulele stemmelamocitare este Nestina care se întâlneºte atâtpe celulele stem cât ºi pe celulele endoteliale.Prezenþa nestinei pe celulele tumoralemelanocitare este asociatã cu un prognosticnefast al evoluþiei clinice a melanomului [20].

Un loc aparte în evoluþia celulelor stemmelanocitare îl are grupul de receptori Kit înspecial c-kit. Receptorul c-kit este o proteinãtransmembranalã , care prin cuplarea cu ligandulsãu specific SCF (stem cell factor) duce laactivarea tirozinkinazei. Receptorul kit în generalare un rol esenþial în desfãºurarea normalã ahematopoiezei, melanogenezei, gametogenezeica ºi în diferenþierea celulelor Cajal interstiþiale[21]. Dar deºi este implicat în proliferarea,migrarea melanocitelor normale sau amelanocitelor din leziunile nevice, c-kit se gãseºteîntr-o micã mãsurã pe melanocitele tumorale [22].Factorul SCF ºi receptorul sãu c-kit suntexprimate pe principalele linii celularemigratoare promovând migrarea celulelor înviaþa embrionarã , scãzând aderarea celulelorstem la fibrele de colagen IV ºi la fibronectinã.Migrarea melanoblaºtilor de la creasta neuralãspre foliculul pilos se face dirijat sau prinintermediul acestui factor. Totodatã prinintermediul complexului c-kit/SCF se menþinehomeostazia melanocitelor la nivelul niºei [17].

Factorul SCF este un dimer cu 141 deaminoacizi legat necovalent, glocozilat, fiindprodus de elementele stromei medulare, celuleleendoteliale, fibroblaste, celulele din sistemulnervos ºi keratinocite. Acest factor promoveazãsupravieþuirea celulelor progenitoare, promo-veazã hematopoieza ºi migrarea celulelor în viaþaembrionarã dar ºi în viaþa adultã. Se considerã cãstimularea cu SCF induce migrarea melanocitelorstem spre epiteliu, ca ºi migrarea melanocitelordin cresta neuralã spre teritoriul cutanat [23].

Studiile imunohistochimice au evidenþiatfaptul cã celulele stem melanocitare se gãsesc îndouã locaþii dupã migrarea din cresta neuralã .Una la nivelul matrixului firului de pãr ºi o adoua în regiunea niºei (zona infundibularã) acolounde se gãsesc ºi celulele stem epidermale.Celulele stem melanocitare nu sunt amestecate cucelulele stem epidermice ºi se gãsesc separate înregiunea inferioarã a zonei infundibulare.

migration of normal melanocyte cells or nevuslesion melanocytes, c-kit it is found in a lesserdegree on tumoral melanocytes [22]. SCF factorand receptor c-kit are expressed on the mainmigrating cell lines promoting migration of thecells in embryo life, decreasing adhesion of stemcell to collagen IV fibers and to fibronectin. Themelanoblasts migration from neural crest to hairfollicle it is conducted or through this factor. Inthe same time, by c-kit/SCF complex, thehomeostasis of melanocytes in niche ismaintained [17].

The SCF factor is a dimer with 141 necovalentbound amino acids, glycosylated , produced bystromal medullae elements , endothelial cells,fibroblasts, nervous system cells and ker-atinocytes. This factor promotes hematopoiesisand cells migration in embryo life but in adult lifealso. It is considered that SCF stimulation inducesmelanocytes stem cell migration to epithelium, asthe migration of melanocytes from neural crest tocutaneous zone [23].

Immune histochemical studies showed thatmelanocyte stem cells are found in two locationsafter neural crest migration. One in the hairmatrix and the other in the niche region(infundibular zone) where epidermal stem cellsare also found. Melanocytic stem cells are notmixed with epidermal stem cells and are foundseparately in the inferior infundibular zone.

The niche region seems to create amicroenvironment for the stem cells in whichthese are maintained in the stem cell status(undifferentiated status). This is performed bymolecular mechanisms that maintain epidermaland melanocytic stem cells in the niche. Otherand independent from SCF, is an importantmechanism represented by permanent activationof antiapoptotic genes bcl-2. Other genes like:mitf, kit, sox10, are blocked in the case of nichemelanocytic stem cells. Essentially it isconsidered that melanocytic stem cells from nicheand epidermal stem cells expresses a differentreceptors configuration and respond to othersignals than adult melanocytic and epidermalstem cells. In niche, stem cells present a

73


Regiunea niºei pare sã asigure un anumemicroambient pentru celulele stem, în careacestea sunt menþinute în stare de celule stem(celule nediferenþiate). Acest lucru se realizeazãprin mecanisme moleculare prin care celulelestem epidermale ºi melanocitare sunt menþinuteca celule stem la nivelul niºei. În afarã de factorulSCF ºi independent de acesta , un mecanismimportant îl reprezintã activarea permanentã agenelor antiapoptotice bcl-2 . Alte gene cum ar figenele mitf, kit, sox 10 sunt blocate în cazulmelanocitelor stem de la nivelul niºei. În esenþãse considerã cã melanocitele stem de la nivelulniºei ca ºi celulele stem epidermice exprimã altãconfiguraþie de receptori ºi rãspund altorsemnale decât celulele stem adulte melanocitareºi epidermice. În niºã celulele stem au o reduceresemnificativã a transcripþiei , translaþiei ca ºi ametabolisului celular [17].

Chiar dacã regiunea niºei asigurã unmicroambient special melanocitele din niºãsuferã numeroase influenþe din partea altor tipuride celule. Astfel melanocitele ca ºi keratinociteledin niºã sunt influenþate de evoluþiakeratinocitelor în procesul de diferenþiere.

Mai mulþi factori keratinocitari putândinfluenþa într-un anumit moment evoluþiacelulelor din niºã, în sensul migrãrii ºi evoluþieilor spre diferenþierea terminalã.

Un factor important care regleazã evoluþiacelulelor stem melanocitare ºi foarte probabil ºi akeratinocitelor îl reprezintã ciclul folicular. Astfels-a demonstrat cã celulele de la nivelul regiuniiinfundibulare participã activ la procesul deepitelizare în procesul de vindecare a regiunilorcutanate distruse traumatic. Procesul de refacereepitelialã, ca ºi diferenþiarea melanocitelor ºikeratinocitelor stem din niºã este mai accentuatãîn faza de anagen a ciclului foliculului pilos.Conexiunea dintre ciclul folicular ºi procesul devindecare a rãnilor este datã de o proteinã,conexina 43 (Cx 43) care aparþine proteinelorconstituente a joncþiunilor gap care este implicatãatât în procesele reparatorii cutanate cât ºi îndesfãºurarea normalã a ciclului folicular. Tot capuncte de conexiune sunt proteinele Notch 1,proteina basonuclina ca ºi receptorul (Vdr)pentru vimentinã D [24,27].

Astfel s-a constatat cã celulele melanocitarestem din niºã se diferenþiazã în celule stem adulteîn faza de creºtere a foliculului.

significant decrease of transcription, translationand cellular metabolism [17].

Even though the niche region offers a specialmicro environment the melanocytes suffer manyinfluences from other cells types. Thusmelanocytes as keratinocytes from niche areinfluenced by the evolution of keratinocytes inthe process of differentiation. Many keratinocytefactors may influence in a specific time , the nichecells evolution, in the sense of migration andtheir evolution to terminal differentiation.

An important factor that regulates theevolution of melanocytes stem cells and mostlyprobable of keratinocytes too is the follicle cycle.So it was demonstrated that melanocytic stemcells from niche are differentiating in adult stemcells in the growing phase of follicle.

So it was demonstrated that infundibularregion cells are actively participate at thereepithelization process in the wound healingafter trauma. The process of epitheliumrestoration as stem keratinocytes andmelanocytes from niche is more pronounced inthe anagen hair follicle stage. The connectionbetween hair follicle cycle and wound healing isdue to a protein connexin 43 (Cx43) gap junctionconstitutive, involved in cutaneous restorationand in normal development of hair follicle cycle.As such connection points are Notch-1 proteins ,basonuclin protein and the receptor Vdr forvitamin D [24,27].

So it was demonstrated that stemmelanocytic cells from niche are differentiating inadult stem cells in the growing phase of hairfollicle.

Other cutaneous stem cells

Beside keratinocytes and melanocytes stemcells some other stem cells were identified orcells with stem cell characteristics. So it isconsidered that there are adypocyte stem cells, inthe dermis, capable to differentiate, in cultures,in a lot of mesenchimal adult types of cells [25].At the same time it is considered that eccrinesweat glands cells may form a stratifiedepithelium, being an additional source ofkeratinocytes [26].

74


Alte celule stem cutanate

În afarã de celule stem keratinocitare ºimelanocitare la nivel cutanat s-au pus în evidenþãºi alte tipuri de celule stem sau de celule cucaractere de celule stem. Astfel se considerã cãexistã celule stem adipoase, dispuse în dermulprofund care sunt capabile sã se diferenþieze înculturi în numeroase tipuri de celulemezenchimale adulte (25). De asemenea seconsiderã cã celulele glandelor sudoripare ecrinepot forma un epiteliu pluristratificat, fiind o sursãadiþionalã de keratinocite [26].

IMPLICAREA CELULELOR STEM ÎNPATOLOGIA CUTANATÃ

Acumularea de cunoºtinþe despre celulelestem de la nivelul pilelii a pus problemaimplicãrii acestor celule în procesele fiziologicesau patologice de la nivelul pielii. Se cunosc înprezent câteva aspecte privind participareacelulelor stem în procesul de îmbãtrânire,proliferare tumoralã ºi în procesele autoimune.

Ipotetic, în cazul îmbãtrânirii cutanate ºi înspecial a epiteliului cutanat se poate considera cãpierderea capacitãþii celulelor stem de la nivelulniºei de a asigura regenerarea epielialã normalã,prin acumularea în timp de mutaþii genetice„negative” sau prin acþiunea speciilor reactive deoxigen ar sta la baza procesului de îmbãtrânire.

S-a demonstrat însã cã celulele carecumuleazã aceste defecte sunt celule deamplificare tranzitorie ºi nu cele stem.Experimental s-a demostrat cã celulele stemepidermice recoltate din regiunea infundibularãºi cultivate au aceeaºi capacitate de diviziune ºicaracteristici indiferent dacã sunt recoltate de laun oranism adult sau unul bãtrân [28]. În cazulcelulelor stem melanocitare scãderea numãruluiacestor celule ca ºi mutaþiile negative acumulateduc la albirea naturalã a pãrului întâlnitã lasubiecþii vâstrnici [29].

Acumularea de mutaþii multiple la nivelulcelulelor adulte mai ales la nivelul mecanismelorde reglaj al diviziunii celulare reprezintã unfactor important, poate cel mai important careface ca celula sã nu mai rãspundã la stimuliinormali de diferenþiere ºi proliferare ºi sãprolifereze tumoral. Se pune întrebarea dacã lanivelul celulelor stem acumularea de mutaþii(favorizate ºi de procesul de îmbãtrânire) careînsã duce la acumularea de mutaþii mai puþinlegate de procesul de proliferare celularã) poate

THE INVOLVEMENT OF STEM CELL INCUTANEOUS PATHOLOGY

The accumulation of knowledge aboutcutaneous stem cells raised the question of thesecells involvement in physiology and pathology ofthe skin. Some aspects of stem cells participationare known and also in the ageing process,tumoral proliferation and autoimmunity.

Hypothetically, in cutaneous ageing,especially epithelium, it may be considered thatlost of niche stem cells capacity of regeneratenormal epithelium by negative genetic mutationaccumulation or reactive oxygen species actionare the keystone of ageing.

It was demonstrated that the cells thataccumulate such imperfections are transitoryamplifying cells, not stem cells. Experimentally itwas demonstrated that epidermal stem cells frominfundibular region, in culture, have the samedivision capacity and characteristics regardlesstheir source, an old or adult organism. (28). In thecase of melanocyte stem cells the decrease in theirnumber as the accumulation of mutations lead tonatural whitening of the hair in the elderly [29].

Multiple mutation accumulation in adultcells mostly in adjustment mechanisms of celldivision represent an important, probably themost important factor that makes the cellunresponsive to normal proliferation anddifferentiation and leads to the tumoralproliferation. The question raises if mutationsaccumulation in stem cells (promoted by ageingtoo) may trigger the tumoral proliferation processin these cells. Thus it is considered that solidtumors are heterogeneous population of mutantcells some of them with stem cells characteristics.For instance, nestin as a marker for melanocytestem cells has been distinguished on primarymelanocytes and melanoma metastases also.Stem cells from solid tumors named tumoralstem cells, seems to be the cause of metastasisand specially of tumor regrowth after cytostatictherapy [20,30].

The atrophy that appears in the center of thechronic lupus erithematosus lesion seems to be aconsequence of the destruction of epidermal stemcells from infundibular region.

75


produce procesul de proliferare tumoralã aacestor celule. Astfel se considerã în prezent cãtumorile solide reprezintã o populaþie heterogenãde celule mutante între care unele cu caractere decelule stem. De exemplu Nestina ca markerpentru celulele stem melanocitare a fostevidenþiatã atât pe melanocitele primare cât ºi pemetastazele de melanom. Celulele stem dintumorile solide, denumite chiar celule stemtumorale, par a fi responsabile de metastazaredar în special de refacerea tumorii dupã terapiacu citostatice [20, 30].

Atrofia care apare în centrul placardelor delupus eritematos cronic pare sã fie o consecinþã adistrugerii celulelor stem epidermale de lanivelul regiunii infundibulare.

Citokeratina 15 care este exprimatã la nivelulcelulei stem din regiunea infundibularã este multdiminuatã sau chiar absentã în cazul unuiinfiltrat inflamator abundent care altereazã saudistruge foliculul pilos inclusiv regiuneainfundibularã [31].

Concluzii

Cercetãrile efectuate asupra celulelor stem dela nivelul pielii aratã cã ele sunt implicate în oserie de procese normale ºi patologice cu mareimpact asupra vieþii fiecãrui individ .

Îmbãtrânirea cutanatã ºi dezvoltareatumoralã atât a celulelor epidermice cât ºi amelanocitelor reprezintã douã procese pe care leputem considera interconectate la nivelulcelulelor stem.

Þinând cont de importanþa celulelor stem caºi de acumularea de numeroase date despreaceste celule, ele pot fi þinta terapeuticãimportantã pentru un viitor nu foarte îndepãrtat.În prezent existã numeroase studii dermice încare se utilizeazã capacitatea regenerativãenormã a celulelor stem în procese traumaticecutanate. De asemenea încercãrile de a „repro-grama” celulele adulte în celule stem cu ocapacitate regenerativã foarte mare reprezintã oaltã direcþie de cercetare, care în caz de reuºitã,chiar ºi parþialã, poate schimba abordarea unorprocese patologice degenerative considerateireversibile la nivelul organismului adult.

Intrat în redacþie: 17.02.2010

Cytokeratin 15 expressed on stem cells frominfundibular region is consistently diminished oreven absent in an abundant inflammatoryinfiltrate that alters or destroy the hair follicleincluding the infundibular zone [31].

Conclusions

Researches on cutaneous stem cells show thatthese are involved in normal and pathologicalprocesses with large impact on the live of eachindividual.

Cutaneous ageing and tumoral developmentboth epidermal and melanocyte cells representstwo processes interconnected at the stem cellslevel.

Considering the importance of stem cells andaccumulation of data regarding these cells, theymay be an important therapeutic target in a nearfuture.

Nowadays there are clinical studies in whichthe great regenerative capacity of these cells isused in cutaneous traumatic processes. Also thetrials of “reprogramming” the adult cells in stemcells with very high regenerative capacityrepresents another research direction, that in caseof even partially success, may change theapproach of the degenerative pathologyconsidered to be irreversible in adult.

Received: 17.02.2010

76


Bibliografie/Bibliography

1. BECKER A.J., MC CULLOCH EA., TILL JE. – Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonesderived from transplantes mouse marrow cells. Nature, 1963, 197, 452-454.

2. HANS R. SCHOLLER – The potential of stem cells: an inventory of Hamanbiotehnology as a social challange.Autori N. Knocpffler, D. Schipanski, SL Sorgner, Ashgate Publishing Ltd., 2007,2, 8-32.

3. BOYER LA, LEE TI., COLE MF., et all. – Core transcriptional regulatory circuitry in human embrionic stem cells.Cell, 2005, 122, 447-456.

4. HILDEBRAND J., RUTZE M., WALZ N., et all. – A comprehensive analysis of micro RNA expression duringhuman keratinocytes differentiation in vitro and in vivo. J. Invest. Dermatol - 2011, 131, 20-29.

5. BECKMANN J., SCHEITZA S., WERNET P., et all. – Asymetric cell division within the human hematopoietic stemand progenitor cell compartment: identiffication of asymetrically segregating proteins. Blood, 2007, 109 (12), 5494-5010.

6. NATIONAL INSTITUTE OF HEALTH- BETHESDA USA APPENDIX E – Stem cells markers in in stem cellinformation 2009.

7. EIGES R., SCHULDINER M., DRUKKER M., et all. – Stem cell transduced clones carring a marker onundifferentiated cells Cuurent Biol. 2000, 11, 514-519.

8. POTTEN C., BOOTH C.- Keratinocyte stem cells: a comentary J. Invest. Dermatol. 2002, 119, 888-899.9. FAIRLEY JA., ZIVONY D. – Epidermal kinetics and regulation of cell proliferation in biology of the skin. Freinken

RK ºi Woodley DT., Parthenon Publishing. 2001, 12, 201-208.10. BLANPEN C., FUCHS E. Epidermal stem cells of the skin Ann. Rev. Cell Dev. Biol. 2006, 22, 339-373.11. MICHAEL M., TOROK N., GODHANT MR., et all. –Keratin 19 as a biochemical marker of the skin stem cells in

vivo and in vitro. J. Cell Sci. 1996, 109, 1017-1028.12. PELLEGRININ G., DELLAMBRA E., GOLISANO O., et all. P63 identifies keratinocyte stem cells. Proc. Natl. Acad.

Sci. USA 2001, 98, 3156-3161.13. PLONKA DM., PASSERON T., BRENNER M., et all. –What are melanocytes really doing all day long ?

Experimental Dermatol. 2009, 18, 799/819.14. NISHIMURA EK., JORDAN SA., OSHIMA N. et all. – Dominant role of the niche in melanocyte stem cells fate

determination Nature, 2002, 416, 854-860.15. HASS K., SMALLEY KS., LI I., HERLYN M. – Adhesion migration and communication in melanocyte and

melanoma Pigment Cell. Res. 2005, 18, 150-159.16. TOBIN D.J., SWAMSON N.N., PITTELKOW M.R. – Melanocyte are not absent in lesional skin long duration

vitiligo. J. Pathol. 2000, 191 (4), 407-416.17. OSAWA M., EGAWA G., SIU-SHAN MAK. Et all. – Mollecular caracterisation of melanocyte stem cells in their

niche Development and Disease 2005, 132, 5589-5599.18. LANG D., LU MM., LI H., et all. – Pax 3 function at the nodal point in melanocyte stem cell differentiation

Nature, 2005, 433, 884-887.19. MARYAMA M., OSAWA M., SIU-SHAN MAK et all. – Noch signaling via Hes -1 transcription factor maintains

survival of melanoblasts and melanocytes stem cells The Journal of Cell Biology, 2006, 173, (No 3), 333-339.20. PIRAS F., PERRA MT., MURTAS D. et all. – The stem marker Nestin predicts poor prognosis in human melanoma

Oncology Reports, 2010, 23(1), 17-24.21. ASHIDA A., TAKATA M., MURATA H., et all. – Pathological activation of kit in metastatic tumors of acral and

mucosal melanoma Int. J. Cancer, 2009, 124, 862-988.22. SMALLEY KS., SONDAK VK., VERNON K.- C-kit signaling as a driving oncogenioc event in sub-group of

melanoma Histology and Histopathology 2009, 24 (5), 643-650.23. SCOTT G., EWING J., RAIN D., ABLARD C.- Stem cell factor regulates human melanocyte-matrix interaction

Pigment Cell Res. 1994, 7 (1), 44-51.24 BOTCHAREVA NV., BOTCHAREV VA., GILCHREST BA. – Fate of melanocytes during development of the hair

follicle pigmentory unit. J. Invest. Dermatol. Symp. Proc., 2003, June 8 (1), 76-79.25 MACRENE AA. – Somatic stem cells in dermatology J. of Drugs in Dermatology 2008, march, (3), 209-212.26 BIEDERMNAN T., POTIGJA L., HABERZETH S. et all. – Human eccrine swat gland can reconstitute a stratified

epidermis J. of Invest., Dermatol. 2010, 130 (8) 1996-2009.

77


27. ANSEL DM., KLOEPPER JE., THOMASON HA., et all – Exploring the hair Growth- wound healing connection:anagen phase promotes wound reepithelisation. J. Invest. Dermatol. 2011, 131, 518-528.

28. CHARRUYER A., BARLAD CO., YUE L. – Transit amplifying cell frequency and cell cycle kinetics are altered inaged epidermis. J. Invest. Dermatol. 2009, 129, 2574-2583.

29. AUBIN-HOUZELSTEIN G., DJIAN-ZAOUCHE J., PANTHIER JJ. – Melanocyte stem cells in adults. J. Soc. Biol.2008, 202 (1), 25-32.

30. MENNA F., HOUBEN R., EYRICH M., et all. – Stem cells, melanoma and cancer stem cells: the good, the bad andthe evil. Giornale Italiano di Dermatologia e Venerologia, 2009, 144 (3) 287-296.

31. AL-REFU K., EDWARDS S., INGHAM E., GOODFIELD M. – Expression of hair follicle stem cells detected bycytokeratin 15 stain, implication for pathogenesis of the scarring process in cutaneous lupus erithematosus. BritishJournal of Dermatology, 2009, 160 (6), 1188-1196.

Adresã de corespondenþã: E-mail: [email protected] adress:

celulele stem cutanate cutaneous stem … · celulele stem cutanate constituie un factor important...

Documents