Fibroblasto

Un fibroblasto es un tipo de célula biológica que sintetiza la matriz extracelular y el colágeno, produce el marco estructural (estroma) para los tejidos animales y desempeña un papel fundamental en la cicatrización de heridas. Los fibroblastos son las células más comunes del tejido conectivo en los animales.

Estructura

Microfilamentos (azul y rojo), mitocondria (amarillo), y núcleos (verde) en células fibroblastos.

Los fibroblastos tienen un citoplasma ramificado que rodea un núcleo elíptico moteado que tiene dos o más nucléolos. Los fibroblastos activos pueden reconocerse por su abundante retículo endoplásmico rugoso. Los fibroblastos inactivos (llamados fibrocitos) son más pequeños, tienen forma de huso y tienen una cantidad reducida de retículo endoplásmico rugoso. Aunque están desarticulados y dispersos cuando tienen que cubrir un espacio grande, los fibroblastos, cuando están abarrotados, a menudo se alinean localmente en grupos paralelos.

A diferencia de las células epiteliales que recubren las estructuras corporales, los fibroblastos no forman monocapas planas y no están restringidos por una unión polarizante a una lámina basal en un lado, aunque pueden contribuir a los componentes de la lámina basal en algunas situaciones (p. ej., miofibroblastos subepiteliales en el intestino puede secretar el componente portador de la cadena α-2 de la laminina, que está ausente solo en las regiones del epitelio asociado al folículo que carecen del revestimiento de miofibroblastos). Los fibroblastos también pueden migrar lentamente sobre el sustrato como células individuales, nuevamente en contraste con las células epiteliales. Mientras que las células epiteliales forman el revestimiento de las estructuras corporales, son los fibroblastos y los tejidos conectivos relacionados los que esculpen el "bulto" de un organismo

La vida útil de un fibroblasto, medida en embriones de pollo, es de 57 ± 3 días.

Relación con los fibrocitos

Los fibroblastos y los fibrocitos son dos estados de las mismas células, siendo el primero el estado activado, el segundo el estado menos activo, relacionado con el mantenimiento y el metabolismo de los tejidos. Actualmente, hay una tendencia a llamar fibroblastos a ambas formas. El sufijo "-blast" se utiliza en biología celular para denotar una célula madre o una célula en un estado de metabolismo activado.

Los fibroblastos son morfológicamente heterogéneos con diversas apariencias según su ubicación y actividad. Aunque morfológicamente discretos, los fibroblastos trasplantados ectópicamente a menudo pueden retener la memoria posicional de la ubicación y el contexto del tejido donde residían previamente, al menos durante unas pocas generaciones. Este comportamiento notable puede generar molestias en el raro caso de que se estanquen allí en exceso.

Desarrollo

La función principal de los fibroblastos es mantener la integridad estructural de los tejidos conectivos mediante la secreción continua de precursores de la matriz extracelular. Los fibroblastos secretan los precursores de todos los componentes de la matriz extracelular, principalmente la sustancia fundamental y una variedad de fibras. La composición de la matriz extracelular determina las propiedades físicas de los tejidos conectivos.

Al igual que otras células del tejido conjuntivo, los fibroblastos se derivan del mesénquima primitivo. Por lo tanto, expresan la proteína de filamento intermedio vimentina, una característica utilizada como marcador para distinguir su origen mesodérmico. Sin embargo, esta prueba no es específica ya que las células epiteliales cultivadas in vitro en sustrato adherente también pueden expresar vimentina después de algún tiempo.

En determinadas situaciones, las células epiteliales pueden dar lugar a fibroblastos, un proceso denominado transición epitelial-mesenquimatosa (EMT).

Por el contrario, los fibroblastos en algunas situaciones pueden dar lugar a epitelios al experimentar una transición mesenquimatosa a epitelial (MET) y organizarse en una hoja epitelial verdadera condensada, polarizada y conectada lateralmente. Este proceso se observa en muchas situaciones de desarrollo (p. ej., desarrollo de nefronas y notocord), así como en la cicatrización de heridas y la tumorigénesis.

Función

Los fibroblastos producen fibras de colágeno, glicosaminoglicanos, fibras reticulares y elásticas. Individuos en crecimiento' Los fibroblastos se dividen y sintetizan la sustancia fundamental. El daño tisular estimula los fibrocitos e induce la producción de fibroblastos.

Inflamación

Además de su papel comúnmente conocido como componentes estructurales, los fibroblastos desempeñan un papel fundamental en una respuesta inmunitaria a una lesión tisular. Son jugadores tempranos en el inicio de la inflamación en presencia de microorganismos invasores. Inducen la síntesis de quimioquinas a través de la presentación de receptores en su superficie. Luego, las células inmunitarias responden e inician una cascada de eventos para eliminar los microorganismos invasores. Los receptores en la superficie de los fibroblastos también permiten la regulación de las células hematopoyéticas y proporcionan una vía para que las células inmunitarias regulen los fibroblastos.

Mediación tumoral

Los fibroblastos, como los fibroblastos del huésped asociados a tumores (TAF), desempeñan un papel fundamental en la regulación inmunitaria a través de componentes y moduladores de la matriz extracelular (ECM) derivados de TAF. Se sabe que los TAF son importantes en la respuesta inflamatoria, así como en la supresión inmunitaria de los tumores. Los componentes de ECM derivados de TAF provocan alteraciones en la composición de ECM e inician la remodelación de ECM. La remodelación de la ECM se describe como cambios en la ECM como resultado de la actividad enzimática que puede conducir a la degradación de la ECM. La regulación inmunitaria de los tumores está determinada en gran medida por la remodelación de la ECM porque la ECM es responsable de regular una variedad de funciones, como la proliferación, diferenciación y morfogénesis de órganos vitales. En muchos tipos de tumores, especialmente aquellos relacionados con las células epiteliales, la remodelación de la ECM es común. Los ejemplos de componentes de ECM derivados de TAF incluyen tenascina y trombospondina-1 (TSP-1), que se pueden encontrar en sitios de inflamación crónica y carcinomas, respectivamente.

La regulación inmunitaria de los tumores también puede ocurrir a través de los moduladores derivados de TAF. Aunque estos moduladores pueden sonar similares a los componentes de ECM derivados de TAF, difieren en el sentido de que son responsables de la variación y rotación del ECM. Las moléculas de ECM escindidas pueden desempeñar un papel fundamental en la regulación inmunitaria. Se sabe que las proteasas como las metaloproteinasas de matriz (MMP) y el sistema uPA escinden la MEC. Estas proteasas se derivan de fibroblastos.

Acciones secundarias

Los fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) se utilizan a menudo como "células alimentadoras" en la investigación con células madre embrionarias humanas. Sin embargo, muchos investigadores están eliminando gradualmente los MEF en favor de medios de cultivo con ingredientes definidos con precisión y de origen exclusivamente humano. Además, la dificultad de usar exclusivamente la derivación humana para los suplementos de medios se resuelve con mayor frecuencia mediante el uso de "medios definidos" donde los suplementos son sintéticos y logran el objetivo principal de eliminar la posibilidad de contaminación de fuentes derivadas.

En vista de la aplicación clínica de tejidos derivados de células madre, se ha estudiado el uso de fibroblastos humanos como alimentadores. Mientras que los fibroblastos se utilizan normalmente para mantener la pluripotencialidad de las células madre, también se pueden utilizar para facilitar el desarrollo de las células madre en un tipo específico de células, como los cardiomiocitos.

Respuesta inmune del huésped

Los fibroblastos de diferentes sitios anatómicos del cuerpo expresan muchos genes que codifican proteínas y mediadores inmunitarios. Estos mediadores de la respuesta inmune permiten la comunicación celular con las células inmunes hematopoyéticas. La actividad inmunitaria de las células no hematopoyéticas, como los fibroblastos, se denomina “inmunidad estructural”. Para facilitar una respuesta rápida a los desafíos inmunológicos, los fibroblastos codifican aspectos cruciales de la respuesta inmune celular estructural en el epigenoma.