La autofagia, no la apoptosis, desempeña un papel en la formación de la luz en organoides de glándulas ecrinas
Las glándulas sudoríparas ecrinas son anexos cutáneos esenciales en humanos y mamíferos, con roles críticos en la termorregulación, secreción y metabolismo. Estas glándulas se desarrollan a partir de brotes sólidos hasta formar estructuras maduras con una luz que transporta el sudor a la superficie de la piel. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a la formación de la luz en las glándulas ecrinas siguen siendo poco conocidos. Este estudio investiga el papel de la autofagia y la apoptosis en la formación luminal de organoides de glándulas ecrinas (OGEs) mediante un modelo de reconstrucción tridimensional (3D) en Matrigel.
Introducción
Las glándulas ecrinas constan de una porción secretora en la dermis y un conducto que se abre en la superficie cutánea. Durante el desarrollo embrionario, los progenitores glandulares forman placodas en la capa basal epidérmica, que se invaginan hacia la dermis. Estas placodas se diferencian en células luminales y mioepiteliales, formando la porción secretora enrollada. Las células basales de los conductos se extienden hacia la superficie, creando aberturas que conectan la porción enrollada con el exterior. Mientras que otras glándulas exocrinas, como las mamarias y salivales, forman sus luces mediante cavitación o ahuecamiento de haces celulares, el mecanismo exacto en las glándulas ecrinas es incierto.
La formación de estructuras orgánicas 3D es clave en biología regenerativa para estudiar el desarrollo de órganos y aplicaciones médicas. Modelos 3D han replicado la morfogénesis de glándulas mamarias, pancreáticas y salivales, dependiendo de polarización, migración y diferenciación celular. Para las glándulas ecrinas, se ha desarrollado un modelo en Matrigel que permite estudiar la formación luminal.
Métodos
Aprobación ética y cultivo primario de células de glándulas ecrinas (CGEEs)
El estudio contó con aprobación ética de la Universidad de Medicina de Hubei. Se obtuvieron muestras de piel de cinco pacientes sometidos a cirugía plástica. Las glándulas ecrinas se aislaron y cultivaron en Matrigel durante 14 días, usando medios suplementados con factores de crecimiento. La autofagia se inhibió con 3-metiladenina (3MA).
Reconstrucción de organoides de glándulas ecrinas (OGEs)
Las CGEEs se suspendieron en Matrigel y cultivaron en placas de seis pozos. El medio se renovó cada 48 horas los primeros siete días y diariamente los siguientes siete. Los OGEs se observaron mediante microscopía de campo claro y se analizaron con tinción de hematoxilina-eosina (H&E).
Inmunofluorescencia y Western blot
Los OGEs se fijaron, incluyeron en parafina y se seccionaron para tinciones H&E e inmunofluorescencia. Se analizaron el marcador de proliferación Ki67, el marcador de motilidad F-actina y el marcador de autofagia LC3B. Mediante Western blot se cuantificaron estos marcadores, además de los marcadores de apoptosis PARP y caspasa-3 clivada.
Detección de apoptosis y autofagia
La apoptosis se evaluó con ensayo TUNEL. La autofagia se analizó mediante inmunofluorescencia de LC3B y Western blot. Los efectos de inhibir la autofagia con 3MA se evaluaron en la formación luminal.
Resultados
Desarrollo morfológico de los OGEs
Los OGEs evolucionaron de células individuales a estructuras multicelulares al día 4. Al día 6, se observaron los primeros signos de formación luminal, incrementándose significativamente entre los días 8 y 14. La tinción H&E mostró que las células internas se separaron de las periféricas, formando una luz incipiente. El volumen de los OGEs aumentó con el tiempo, y la luz se hizo más evidente.
Papel de la proliferación y polarización celular
La expresión de Ki67 fue máxima en etapas tempranas y disminuyó progresivamente. El análisis Western blot confirmó esta reducción. La F-actina, marcadora de polarización, se expresó en toda la estructura, acumulándose en la membrana interna durante la formación luminal. Los núcleos de las células periféricas se aplanaron, facilitando la expansión de la luz.
Autofagia en la formación luminal
El marcador de autofagia LC3B se expresó en células internas, mientras que los marcadores de apoptosis (PARP y caspasa-3 clivada) estuvieron ausentes. La proporción de células autofágicas aumentó entre los días 8 y 14, coincidiendo con la formación luminal. El tratamiento con 3MA redujo la expresión de LC3B y limitó la formación de la luz.
Discusión
Este estudio demuestra que la autofagia, no la apoptosis, es crítica en la formación luminal de los OGEs. El modelo 3D en Matrigel permitió observar eventos clave como proliferación, polarización y autofagia. Los resultados sugieren que las células internas sufren autofagia por privación nutricional, generando la luz. Este mecanismo difiere de la apoptosis descrita en otras glándulas exocrinas.
Estos hallazgos concuerdan con estudios previos que vinculan la autofagia a la supervivencia celular bajo estrés nutricional. En el modelo 3D, la capa externa polarizada crea un ambiente desfavorable para las células internas, induciendo autofagia. Este proceso se asemeja al ahuecamiento observado en órganos tubulares, como vasos sanguíneos e intestino de pez cebra.
El estudio también resalta el potencial de los modelos 3D en biología regenerativa para explorar la organogénesis y probar intervenciones terapéuticas. La inhibición de la luz con 3MA subraya la relevancia de la autofagia en el desarrollo glandular, sugiriendo dianas para modular la función de las glándulas sudoríparas.
Conclusión
En resumen, este estudio establece que la autofagia es esencial para la formación luminal en organoides de glándulas ecrinas. El modelo 3D en Matrigel ofrece una herramienta valiosa para estudiar el desarrollo glandular y abre nuevas vías en medicina regenerativa. Futuros estudios deberán explorar las vías moleculares que regulan la autofagia en glándulas ecrinas y desarrollar estrategias para mejorar su función clínica.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001936