Atlas de histología vegetal y animal

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Tipos celulares

FIBROBLASTO

El fibroblasto es el tipo celular característico y más abundante del tejido conectivo propiamente dicho y su función principal es la síntesis y mantenimiento de la matriz extracelular de dicho tipo de tejido. Aunque en términos generales el sufijo "blasto" se usa para referirse a una célula madre o indiferenciada que origina la célula madura, que lleva el sufijo "cito", en este caso, sin embargo, se utiliza para indicar el estado metabólico y capacidad proliferativa de la célula. Así, fibroblasto y fibrocito son dos estados diferentes del mismo tipo celular. Siendo el fibroblasto el estado activo y el fibrocito el estado menos activo. Muchos autores hablan de una célula activa joven sintetizadora y proliferante como el fibroblasto y el término fibrocito lo reservan para una célula no secretora y vieja en cuanto a su función sintetizadora de la matriz. La tendencia general, sin embargo, es hablar de fibroblasto para referirse a ambas formas.

Actualmente es una de las células estrella en investigación regenerativa y se usa desde hace tiempo en numerosos experimentos in vitro. En 2006 se consiguió que fibroblastos de embriones y adultos de ratón adquirían propiedades similares a células madre embrionarias después de introducirles genes mediante retrovirus que codificaban para cuatro factores de transcripción. A este tercer tipo de células madre se les llamo células madre pluripotentes inducidas o IPSc (induced pluripotent stem cells). En 2007 se obtienen células pluripotenciales inducidas a partir de fibroblastos humanos. A partir de aquí se abrió un nuevo campo de investigación diferente a la clonación terapeutica que explora nuevas vías en la regeneración tisular.


1. Morfología

Este tipo celular presenta morfología muy variable en forma y tamaño dependiendo del órgano donde se encuentren y su estado de actividad. En general, son células fusiformes (Figuras 1 y 2) o estrelladas con prolongaciones citoplasmáticas que pueden ser relativamente cortas y anchas, o bien largas, delgadas y muy ramificadas. En este último caso, los fibroblastos pueden estar en contacto unos con otros por uniones tipo nexo o por contactos físicos simples. También interaccionan con el resto de células que hay en el tejido conectivo, como neuronas, células musculares, endoteliales, leucocitos, y otras, mediante contactos físicos directos, utilizando a la matriz extracelular como intermediaria o mediante la secreción de sustancias.

Fibroblastos
Figura 1. Fibroblastos en la dermis. En la dermis hay muchos otros tipos celulares difícilmente identificables con tinciones generales como ésta.
Fibroblastos
Figura 2. Fibroblastos en la dermis. Esta imagen pertenece a un tejido conectivo denso irregular donde los fibroblastos se encuentran entre paquetes de fibras de colágeno (ver imagen de microscopía electrónica más abajo).

Le identifican a microscopía óptica por su núcleo extremadamente ovoide y un citoplasma poco abundante. La presencia de un prominente nucléolo en el fibroblasto en contraste con su ausencia en el fibrocito podría marcar las diferencias entre los dos estados metabólicos. Con el microscopio electrónico (Figuras 3 y 4), los fibroblastos se observan como células delgadas con poco desarrollo de los orgánulos implicados en la síntesis. Los fibroblastos activos son de mayor tamaño, con mayor cantidad de citoplasma y un gran desarrollo de los orgánulos relacionados con la síntesis de los componentes de la matriz extracelular: ribosomas, complejo de Golgi y retículo endoplasmático.

Fibroblastos
Figura 3. Fibroblastos en la dermis a microscopía electrónica de transmisión.
Fibroblastos
Figura 4. Fibroblastos en la dermis a microscopía electrónica de transmisión.

Presentan un citoesqueleto muy diferenciado, la actina y la actinina α se concentran en la periferia celular donde también se observa miosina. La actinina α permite que la actina se ancle a la membrana plasmática interna mediante su unión con proteínas transmembrana del tipo de integrinas. Las integrinas en su porción extracelular permiten la conexion de estas células con colágeno o con proteínas de adhesión, como las fibronectinas, de la matriz extracelular. Es una unión débil que se forma y deshace con facilidad. Todos estos elementos estructurales hacen que el fibroblasto pueda moverse con una velocidad de 1 µm/min.

2. Origen, distribución y diversidad

La diversidad morfológica de los fibroblastos viene determinada por su origen embrionario y por el ambiente donde se desenvuelven. Los fibroblastos se identifican molecularmente por expresar marcadores de células mesenquimáticas como vimentina y colágeno tipo I, y porque carecen de marcadores típicos de otros linajes. Durante el desarrollo embrionario pueden generarse a partir del ectodermo (crestas neurales) y del mesodermo. Pero incluso los fibroblastos de una población con un mismo origen embrionario son diferentes.

Quizá, las poblaciones de fibroblastos más conocidas son las que se encuentra en la dermis de la piel. El patrón de expresión génica de fibroblastos de la dermis de diferentes localizaciones del cuerpo es diferente. Estos perfiles de expresión géncia parecen heredados de sus orígenes embrionarios, en parte influidos por los genes Hox como genes que proporcionan información posicional. Estos genes están relacionados con el crecimiento y diferenciación, migración celular, producción de matriz extracelular o metabolismo lipídico. Se pueden distinguir dos tipos de heterogeneidades poblacionales en la dermis. Una según la posición que ocupan en el cuerpo: rostral o cuadal y ventral o dorsal. La posición que ocupan los fibroblastos en el cuerpo es importante, es una información espacial importante para su función. Se les atribuye la inducción de los folículos pilosos, las glándulas sudoríparas o las plumas en las aves, estructuras de la piel que tienen una distribución desigual según la zona del cuerpo. Los fibroblastos de diferentes localizaciones tienen orígenes embrionarios diferentes: así los fibroblastos de la dermis de la cara vienen de las crestas neurales (ectodermo), los de la piel dorsal del mesodermo somítico, y los de la piel ventral del mesodermo lateral. Aparte de su origen, su posición final en el cuerpo condiciona su funcionamiento, y también la regionalización de la dermis, además de la propia morfología de los fibroblastos. Por ejemplo, parece que la distribución de folículos pilosos y glándulas sudoríparas regionalemente depende en parte de los fibroblastos dérmicos.

La otra heterogeneidad es a nivel local. La dermis tiene una región papilar, próxima a la epidermis, una región reticular más profunda, y más interna se encuentra la hipodermis. Los fibroblastos papilares y reticulares son diferentes, tanto fisiológicamente como sobre todo según el tipo de matriz extracelular y señales moleculares que producen. En la dermis papilar hay fibras de colágeno más finas y dispersas, más colágeno tipo I y III, y más decorina que la dermis reticular. Los fibroblastos papilares parecen verse más afectados por la edad que los reticulares. Además existen los fibroblastos asociados a los folículos que a su vez se pueden dividir en dos subpoblaciones: los de la papila dérmica que se encuentran en el interior del folículo piloso y contribuyen al tamaño del bulbo, longitud y diámetro del pelo, y los que rodean la membrana basal del epitelio del folículo.

3. Funciones

Los fibroblastos desempeñan multitud de funciones. La primera y más conocida es la capacidad de sintetizar y mantener todos los precursores de los componentes de la matriz extracelular, tanto fibras ded colágeno, reticulares y elásticas, como la sustancia fundamental: glicosaminoglicanos, proteoglicanos y glicoproteínas. Por ejemplo, en adultos contribuyen al mantenimiento de la homeostasis de la piel. Parece haber subpoblaciones de fibroblastos en una misma localización tisular que realizan funciones distintas. Se sabe también que intervienen en las primeras fases de la respuesta inmune. Otra función característica está relacionada con la organización estructural del tejido al que pertenece. Por ejemplo, los fibroblasos dirigen la formación de la epidermis durante el desarrollo embrionario. Derivada de su gran capacidad de síntesis y mantenimiento de la matriz extracelular interviene activamente en la cicatrización de heridas. Se acumulan en los extremos de los heridas y secretan matriz capaz de reparar el tejido y formar cicatrices.

Esa misma versatilidad hace al fibroblasto una célula fácilmente manipulable en el laboratorio y, por tanto, muy útil en investigación. El cultivo de fibroblastos es muy usado en la industria cosmética. Las arrugas de la piel aparecen por pérdida de matriz extracelular en la dermis. Tanto colágeno, elastina o proteoglicanos se sintetizan con mayor lentitud a medida que se envejece. La industria cosmética usa el cultivo de fibroblastos para la obtención de esas moléculas que pueden ser inyectadas en la piel. La última novedad es rellenar arrugas inyectando fibroblastos directamente. En este último caso el tratamiento consiste en tomarnos una muestra de piel mediante una biopsia cutánea, de la zona de detrás de la oreja, para después extraer los fibroblastos en el laboratorio, cultivarlos e inyectarlos posteriormente en las zonas donde se necesite rellenar.

Bibliografía

Sriram G, Bigliardi PL, Bigliardi-Qi M. 2015. Fibroblast heterogeneity and its implications for engineering organotypic skin models in vitro. European journal of cell biology. 94: 483-512.

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