Investigadora responsable: María Eugenia Balañá

Este laboratorio estudia las vías de señalización y los genes regulados por andrógenos implicados en la diferenciación de células madre del folículo piloso, como blancos terapéuticos para la alopecía. Otro objetivo de este grupo de trabajo es la creación de tejidos epiteliales por bioingeniería in vitro. Los tejidos que se encuentra en proceso de desarrollo y evaluación son: Un sustituto permanente de piel compuesta humana utilizando células madre de folículo piloso y células de papila dérmica, como componentes celulares, y diversas matrices naturales o sintéticas como andamiaje y un sustituto de cornea a partir de células madre del limbus utilizando como dispositivo matricial membrana amniótica.

Integrantes
María Eugenia Balañá – Investigadora Independiente CONICET
Julieta Ceruti – Investigadora Adjunta CONICET
Karin Hagelin – Investigadora Fundación Cassará
Gustavo Leiros – Investigador Fundación Cassará
Gabriela Kusinsky – Profesional Fundación Cassará
Florencia Oppenheimer – Becaria Doctoral CONICET-Cassará

Líneas de investigación
a) GENES REGULADOS POR ANDRÓGENOS IMPLICADOS EN LA DIFERENCIACIÓN DE CÉLULAS MADRE DEL FOLÍCULO PILOSO COMO BLANCOS TERAPÉUTICOS PARA LA ALOPECIA

El folículo piloso es un excelente modelo para estudiar mecanismos moleculares implicados en la regeneración de órganos en general pues es un sistema de regeneración, que experimenta ciclos fisiológicos de crecimiento (anagen), de regresión (catagen), y del reposo (telogen) numerosas veces en la vida del adulto. La formación del folículo piloso en la piel del embrión y el crecimiento de un nuevo pelo en la piel del adulto se inician cuando células de origen mesenquimal especializadas, las papilas dérmicas , envían señales a células madre epidérmicas multipotentes, ubicadas en la envoltura externa de la raíz del folículo del pelo, llamada “bulge”. Esta reserva de células madre epiteliales es capaz de regenerar epidermis, glándulas sebáceas, y ocho tipos diferentes de células epiteliales del folículo piloso. En la alopecia androgenética (AGA) , los folículos pilosos involucionan generando la pérdida de pelo del cuero cabelludo en un patrón definido. La incidencia en hombres es muy alta y afecta enormemente al individuo a nivel psicológico y social con un gran impacto en la autoestima y en la calidad de vida de los individuos afectados. Esto ha impulsado notablemente la investigación de múltiples aspectos relacionados con la anatomía, fisiología, biología molecular y tratamiento de la pérdida del pelo. Sin embargo, los tratamientos farmacéuticos existentes son supresores más que curativos, su eficacia es variable y conllevan efectos colaterales indeseables.
Se sabe que la AGA es heredable; pero hasta el momento sólo se le ha asociado el gen del receptor de andrógenos. Los folículos pilosos humanos tienen un crecimiento susceptible a la acción de los andrógenos, ejercida a través de la modulación de la actividad de la papila dérmica que emite señales paracrinas que estimularían la proliferación y diferenciación de las células madre epiteliales del folículo piloso. Estas células migran a la matriz del pelo e inician su división y diferenciación bajo la influencia de factores paracrinos producidos por la papila dérmica. Dependiendo del sitio del cuerpo, los andrógenos tienen efectos paradojales sobre los folículos pilosos humanos. Estimulan el crecimiento en algunos sitios como la barba, la zona axilar y púbica y suprimen el crecimiento de la parte frontal del cuero cabelludo de individuos genéticamente predispuestos. Durante el desarrollo de la AGA, los andrógenos que actúan a través de la DP, provocan la miniaturización de los folículos sensibles del cuero cabelludo.
Recientemente, se ha demostrado que en pacientes con AGA, el número de células madre en las zonas afectadas no difiere respecto a las zonas no calvas pero se ha constatado que las células más maduras, conocidas como células precursoras del germen del folículo piloso, menguan notablemente en número en los folículos de las regiones calvas del cuero cabelludo. Esto hace pensar que podría haber algún modo de reactivar dichas células madre. Como la papila dérmica es un componente fundamental que afecta al nicho de las células madre y el origen de numerosas señales que estimulan su actividad, es posible que sea el blanco para los defectos en la activación de las células madre durante la AGA, lo que conduciría a cambios en el ciclo del folículo piloso y a su miniaturización. Resultados de nuestro laboratorio {Leirós et al 2012} indican que los andrógenos, a través de la papila dérmica, inhiben significativamente la diferenciación a pelo de las células madre y que dicho efecto es revertido cuando se activa la vía Wnt/ β-catenina en las papilas dérmicas. Nuestro grupo de investigación trabaja en la búsqueda de genes regulados por andrógenos en la papila dérmica y la caracterización de las interacciones epitelio-mesénquima durante el desarrollo de la AGA con el objetivo de identificar y caracterizar proteínas u otras moléculas secretadas en respuesta a los andrógenos que pudieran tener efecto sobre la diferenciación y proliferación de las células madre del folículo piloso. La identificación de los genes involucrados podría permitir a futuro el diseño de agentes terapéuticos específicos de acción local, aplicación tópica y sin efectos colaterales indeseables.

b) CREACIÓN DE SUSTITUTO PERMANENTE DE PIEL HUMANA CON CÉLULAS MADRE DE FOLÍCULO PILOSO Y DE PAPILAS DÉRMICAS

En lesiones profundas de la piel, tales como úlceras crónicas y quemaduras, las células madre epidérmicas basales, responsables de su normal regeneración, desaparecen. Para evitar importantes secuelas funcionales y estéticas, el tratamiento de referencia es el injerto de piel total fina cuyo empleo depende de la disponibilidad de piel y, en sí mismo, es causa de daño y dolor. En pacientes con grandes superficies afectadas, el uso de células madre de folículo piloso sería de gran utilidad dada las limitaciones evidentes en la obtención de células madre basales y el gran potencial proliferativo in vitro de estas células. Los sustitutos de piel generados por ingeniería de tejidos resultan de alto interés para restaurar la barrera cutánea, pero en la actualidad sólo restauran parcialmente las funciones de la piel sin regenerar sus apéndices. Un sustituto permanente de piel compuesta humana a partir de células madre de folículo piloso y papilas dérmicas, capaz de regenerar la piel con sus apéndices mejoraría el aspecto funcional y estético de los injertos actuales de piel. Nuestro grupo de investigación trabaja en la obtención in vitro de un sustituto de piel compuesta humana a partir de cultivos de células madre de folículos pilosos y papilas dérmicas utilizando diversas matrices naturales o sintéticas como andamiaje.

Publicaciones
Hair follicle stem cell differentiation is inhibited through cross-talk between Wnt/β-catenin and androgen signalling in dermal papilla cells from patients with androgenetic alopecia.
Leirós GJ, Attorresi AI, Balañá ME.
Br J Dermatol. 2012 166(5):1035-42.

Metastatic cancer stem cells:new molecular targets for cancer therapy.
Leirós GJ, Balañá ME.
Curr Pharm Biotechnol. 2011 12(11):1909-22.

Silencing the androgen receptor:New skills for antiandrogen oligonucleotide skin and hair therapy.
Andrea Dugour, Karin Hagelin, Cintia Smus, María Eugenia Balañá, Néstor Kerner.
Journal of Dermatological Science 2009 54(2):123–125.

Oligonucleotide therapy for skin and hair: A new pharmacological paradigm.
Kerner, N. , Balaña, M.E., Alvarez-Roger, C., Dugour, A.
Kosmetische Medizin 2006 27(5-6):216-219.

Antiandrogen oligonucleotides: active principles in hair- and skin-derived culture cells.
Balana ME, Alvarez Roger C, Dugour AV, Kerner NA.
J Drugs Dermatol. 2004 3(3):287-94.

Presentaciones en congresos

Internacionales
The presence of dermal papilla cells in bio-engineered skin substitutes improves the wound healing process in deep skin lesions in nude mice. G. J. Leirós, A. G. Kusinsky, H. Drago, S. Bossi, F. Sturla, L. Castellanos, I. Stella, M. E. Balañá. International Investigative Dermatology Meeting. Mayo 2013- Edimburgo- Escosia

Evaluation of bio-engineered composite skin substitute using Human Dermal Papilla Cells and Hair Follicle Stem Cells in immunocompetent mice. Leirós GJ; Drago H; Bossi S; Sturla F; Kusinsky AG; Castellanos ML, Stella IY; Balaña ME. 42nd Annual European Society for Dermatological Research (ESDR) Meeting. Septiembre 2012- Venecia- Italia.

Dermal Papilla Cells and Hair Follicle Stem Cells as cellular components for a bio-engineered permanent skin substitute. Leirós, GJ; Drago,H; Bossi, S; Kusinsky, AG; Attorresi, A, Stella IY; Balaña, ME. 41st Annual European Society for Dermatological Research (ESDR) Meeting. Septiembre 2011- Barcelona- España.

Inhibition of Dermal papilla-induced Hair Follicle Stem Cells differentiation involves Glycogen synthase kinase-3β modulation in androgenetic alopecia. Attorresi, A;Leirós, GJ; Balaña, ME. 41st Annual European Society for Dermatological Research (ESDR) Meeting. Septiembre 2011- Barcelona- España.

Hair Follicle Stem Cell differentiation is inhibited through the Cross talk between β-catenin and androgen signaling in dermal papilla cells from patients with androgenetic alopecia. G. Leirós, A. Attorresi and ME. Balañá EMBO conference “Advances in Stem Cell Research” Institut Pasteur – Paris, Francia abril 2011.

. Androgen action inactivates canonical Wnt signalling in scalp dermal papilla cells impairing hair follicle stem cell differentiation in androgenetic alopecia ” Leirós G, del Priore S, Balañá ME 40th Annual European Society for Dermatological Research (ESDR) Meeting . septiembre 2010- Helsinki-Finlandia. Journal of Investigative Dermatology. Vol 130 Supplement 2 2010: S91 542.

Androgens alter dermal papilla secreted factors involved in hair follicle stem cell differentation. Leirós G, del Priore S, Balañá ME. International Symposium on Stem cell Research. Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva Productiva / International Society for Stem cell Research. Buenos Aires, Argentina. Noviembre 2009

Argentinos
Kusinsky A. ; Stella I. ; Drago H. ; Sturla F. ; Bossi S. ; Castellanos M. ; Leirós G. ; Balañá ME. Evaluación de un sustituto de piel compuesta con células de la papila dérmica y células madre del folículo piloso humanas en ratones inmunocompetentes. LVII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC) Mar del Plata 2012. Medicina Vol72. Supl II Abs.148

Leirós GJ, Castellanos ML, Kusinsky AG, Balañá ME. La activación de la glucógeno sintasa quinasa 3β (GSK-3β) en células de la papila dérmica (DPC) impide la diferenciación de las células madre del folículo piloso (HFSC) en la alopecia androgenética. LVI REUNION CIENTIFICA ANUAL Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC). Mar del Plata 2011. Medicina Vol71. Supl II Abs 178

Leirós GJ, Drago H, Bossi S, Kusinsky AG,Stella I, Balañá ME Efecto de las células de papila dérmica (DPC) humana sobre la generación de un sustituto de piel compuesto permanente a partir de células madre del bulge del folículo piloso humano (HFSC) en matrices dérmicas acelulares porcinas. Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigaciones Clinicas, Mar del Plata, 2010. Medicina Vol70 Supl II- Abs 410

Attorresi A, Leirós GJ, Del Priore S, Balañá, ME . Los andrógenos inactivan la vía de señalización canónica del wnt en papilas dérmicas (DP) inhibiendo la diferenciación de las células madre del folículo piloso (HFSC) durante el desarrollo de la alopecia androgenética (AGA). Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigaciones Clinicas, Mar del Plata, 2010 Medicina Vol70 Supl II- Abs 500

Leirós G, del Priore S, Balañá ME. Androgens alter dermal papilla secreted factors involved in hair follicle stem cell differentation. BIOCELL 2009, Vol. 33 (Suppl.): pág76. XLV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación en Bioquímica y Biología Molecular. San Miguel de Tucumán, Argentina. Noviembre 2009