Regeneração e Renovação Epitelial

Os epitélios estão entre os tecidos de renovação mais rápida do corpo. Por estarem em superfícies expostas, suas células são continuamente perdidas e devem ser substituídas, um processo impulsionado por células-tronco e progenitoras residentes. A renovação mantém a barreira intacta, permitindo que o tecido se repare após uma lesão, e a taxa de renovação varia amplamente entre diferentes epitélios.

Definition

A regeneração e renovação epitelial é a substituição contínua de células epiteliais perdidas de uma superfície pela proliferação e diferenciação de células-tronco e progenitoras residentes, mantendo a homeostase tecidual e possibilitando o reparo.

Scope

O tópico aborda o conceito de renovação epitelial, os sistemas de células-tronco e progenitoras que a sustentam (com a cripta intestinal e a epiderme como modelos bem estudados), o equilíbrio entre proliferação e diferenciação que mantém a homeostase e o reparo após lesão. Ele trata esses aspectos como material de referência de histologia e biologia celular e não como orientação clínica.

Core questions

• Por que os epitélios precisam de renovação contínua e quão rápido ela ocorre?
• Onde as células-tronco epiteliais estão localizadas em tecidos como o intestino e a pele?
• Como o equilíbrio entre proliferação e diferenciação é mantido?
• Como o reparo epitelial após lesão se relaciona com a renovação normal?

Key concepts

• Renovação tecidual e taxa de renovação
• Células-tronco e células de amplificação em trânsito (progenitoras)
• Eixo cripta-vilo intestinal
• Camada basal da epiderme como um compartimento de células-tronco
• Equilíbrio de proliferação e diferenciação (homeostase)
• Reparo após lesão
• Organoides de células-tronco (estruturas cripta-vilo in vitro)

Key theories

Teoria unitária (de origem única) da renovação epitelial intestinal

Cheng e Leblond propuseram que os vários tipos de células diferenciadas do epitélio do intestino delgado derivam todos de uma população comum de células-tronco na cripta, um modelo posteriormente apoiado pela identificação de células-tronco da cripta.

Mechanisms

Em epitélios em renovação, as células-tronco em um compartimento definido se dividem para gerar progenitores de amplificação em trânsito que proliferam e depois se diferenciam à medida que se movem em direção à superfície, onde as células maduras são eliminadas. Cheng e Leblond (1974) propuseram a teoria unitária de que as células diferenciadas do epitélio do intestino delgado compartilham uma origem comum na cripta; trabalhos posteriores identificaram as células colunares da base da cripta que expressam Lgr5 como as células-tronco residentes (Barker et al., 2007), e células únicas podem gerar organoides cripta-vilo auto-organizados em cultura (Sato et al., 2009). Na epiderme, as células-tronco na camada basal sustentam a contínua substituição ascendente do epitélio estratificado (Blanpain e Fuchs, 2009). A atividade vitalícia desses sistemas de células-tronco também liga a homeostase epitelial ao envelhecimento e ao câncer (Rossi et al., 2008).

Clinical relevance

Epitélios de renovação rápida são sensíveis a insultos que visam células em divisão, e a renovação desordenada é relevante para a cicatrização de feridas e para o câncer, que frequentemente surge em epitélios com alta renovação. Essas conexões são resumidas como pano de fundo biológico e não se destinam a ser conselhos de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

A descrição da renovação celular aqui se baseia em estudos clássicos de marcação e na biologia moderna de células-tronco, incluindo a identificação de células-tronco da cripta por rastreamento de linhagem e experimentos com organoides (Cheng e Leblond, 1974; Barker et al., 2007; Sato et al., 2009; Blanpain e Fuchs, 2009).

History

Estudos de marcação autorradiográfica de meados do século XX revelaram que epitélios como o revestimento intestinal se renovam continuamente e levaram Cheng e Leblond (1974) à teoria unitária de uma célula-tronco comum na cripta. A identidade molecular dessas células-tronco foi estabelecida em 2007 com o marcador Lgr5 (Barker et al., 2007), e a demonstração de 2009 de que células-tronco únicas formam organoides (Sato et al., 2009) abriu uma nova abordagem experimental para a renovação 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

Com que rapidez o epitélio intestinal se renova?

O revestimento do intestino delgado é um dos tecidos de renovação mais rápida do corpo; em humanos, suas células superficiais são tipicamente substituídas em poucos dias, com novas células produzidas por células-tronco na base das criptas.

Onde estão as células-tronco que renovam a epiderme da pele?

As células-tronco na camada basal da epiderme (e em estruturas associadas, como folículos pilosos) se dividem para substituir as células continuamente eliminadas da superfície da pele, sustentando o epitélio estratificado.