Regeneración y Recambio Epitelial

Los epitelios se encuentran entre los tejidos de renovación más rápida del cuerpo. Debido a que se ubican en superficies expuestas, sus células se pierden continuamente y deben ser reemplazadas, un proceso impulsado por células madre y progenitoras residentes. La renovación mantiene intacta la barrera al tiempo que permite que el tejido se repare después de una lesión, y la tasa de recambio varía ampliamente entre los diferentes epitelios.

Definition

La regeneración y el recambio epitelial es el reemplazo continuo de las células epiteliales perdidas de una superficie mediante la proliferación y diferenciación de células madre y progenitoras residentes, manteniendo la homeostasis tisular y permitiendo la reparación.

Scope

El tema abarca el concepto de recambio epitelial, los sistemas de células madre y progenitoras que lo sustentan (con la cripta intestinal y la epidermis como modelos bien estudiados), el equilibrio entre proliferación y diferenciación que mantiene la homeostasis, y la reparación después de una lesión. Se trata este material como referencia de histología y biología celular, y no como guía clínica.

Core questions

• ¿Por qué los epitelios necesitan una renovación continua y con qué rapidez ocurre?
• ¿Dónde se localizan las células madre epiteliales en tejidos como el intestino y la piel?
• ¿Cómo se mantiene el equilibrio entre proliferación y diferenciación?
• ¿Cómo se relaciona la reparación epitelial después de una lesión con el recambio normal?

Key concepts

• Recambio tisular y tasa de renovación
• Células madre y células progenitoras de amplificación en tránsito
• Eje cripta-vellosidad intestinal
• Capa basal de la epidermis como compartimento de células madre
• Equilibrio entre proliferación y diferenciación (homeostasis)
• Reparación después de una lesión
• Organoides de células madre (estructuras cripta-vellosidad in vitro)

Key theories

Teoría unitaria (de origen único) de la renovación epitelial intestinal

Cheng y Leblond propusieron que los diversos tipos de células diferenciadas del epitelio del intestino delgado derivan de una población común de células madre en la cripta, un modelo que fue posteriormente apoyado por la identificación de células madre de la cripta.

Mechanisms

En los epitelios en renovación, las células madre en un compartimento definido se dividen para producir progenitores de amplificación en tránsito que proliferan y luego se diferencian a medida que se mueven hacia la superficie, donde las células maduras se desprenden. Cheng y Leblond (1974) propusieron la teoría unitaria de que las células diferenciadas del epitelio del intestino delgado comparten un origen criptal común; trabajos posteriores identificaron las células columnares de la base de la cripta que expresan Lgr5 como las células madre residentes (Barker et al., 2007), y células individuales de este tipo pueden generar organoides cripta-vellosidad autoorganizados en cultivo (Sato et al., 2009). En la epidermis, las células madre en la capa basal sustentan el reemplazo ascendente continuo del epitelio estratificado (Blanpain y Fuchs, 2009). La actividad vitalicia de estos sistemas de células madre también vincula la homeostasis epitelial con el envejecimiento y el cáncer (Rossi et al., 2008).

Clinical relevance

Los epitelios de renovación rápida son sensibles a las agresiones que afectan a las células en división, y la renovación desordenada es relevante para la cicatrización de heridas y para el cáncer, que a menudo surge en epitelios con alto recambio. Estas conexiones se resumen como antecedentes biológicos y no pretenden ser un consejo diagnóstico o de tratamiento.

Evidence & guidelines

La descripción de la renovación celular aquí se basa en estudios clásicos de marcaje y en la biología moderna de células madre, incluyendo la identificación de células madre de la cripta mediante rastreo de linaje y experimentos con organoides (Cheng y Leblond, 1974; Barker et al., 2007; Sato et al., 2009; Blanpain y Fuchs, 2009).

History

Estudios de marcaje autorradiográfico de mediados del siglo XX revelaron que epitelios como el revestimiento intestinal se renuevan continuamente y llevaron a Cheng y Leblond (1974) a la teoría unitaria de una célula madre criptal común. La identidad molecular de estas células madre se estableció en 2007 con el marcador Lgr5 (Barker et al., 2007), y la demostración en 2009 de que células madre individuales forman organoides (Sato et al., 2009) abrió un nuevo enfoque experimental para la renovación epitelial.

Key figures

• Charles Leblond
• Hazel Cheng
• Hans Clevers
• Nick Barker
• Elaine Fuchs

Seminal works

• cheng-leblond-1974
• barker-2007
• sato-2009

Frequently asked questions

¿Con qué rapidez se renueva el epitelio intestinal?

El revestimiento del intestino delgado es uno de los tejidos de renovación más rápida del cuerpo; en humanos, sus células superficiales suelen ser reemplazadas en unos pocos días, con nuevas células producidas por células madre en la base de las criptas.

¿Dónde se encuentran las células madre que renuevan la epidermis de la piel?

Las células madre en la capa basal de la epidermis (y en estructuras asociadas como los folículos pilosos) se dividen para reemplazar las células que se desprenden continuamente de la superficie de la piel, sustentando el epitelio estratificado.