Da decenni i libri di testo di biologia insegnano che i capelli umani crescono perché le cellule alla base del follicolo pilifero si dividono e spingono il fusto del capello verso l’alto. Tuttavia, recenti risultati di ricerca suggeriscono che questa spiegazione sia incompleta. Gli scienziati hanno ora trovato prove che indicano che la crescita dei capelli sia guidata da una forza di trazione nascosta, generata dalle cellule in movimento all’interno del follicolo pilifero.
Questa scoperta mette in discussione una visione di lunga data sulla crescita dei capelli e potrebbe indurre i ricercatori a ripensare tutto, dai trattamenti contro la caduta dei capelli alla medicina rigenerativa. I risultati provengono da ricercatori di L’Oréal Research & Innovation e della Queen Mary University of London e sono stati pubblicati sulla rivista specializzata *Nature Communications *.
All’interno del follicolo pilifero
Un follicolo pilifero è una struttura complessa presente nella pelle che forma e nutre ogni singolo capello. Alla base del follicolo si trova il bulbo pilifero, dove le cellule si dividono rapidamente per formare nuovi capelli. Finora gli scienziati ritenevano che queste cellule di nuova formazione agissero come un nastro trasportatore, spingendo verso l’alto le cellule più vecchie e garantendo così la crescita del capello dal cuoio capelluto.
Per verificare se questa spiegazione fosse esaustiva, i ricercatori hanno utilizzato una tecnologia avanzata di imaging 3D in tempo reale per osservare follicoli piliferi umani vivi mantenuti in coltura in laboratorio. A differenza della microscopia tradizionale, che acquisisce solo immagini fisse, questo approccio ha permesso agli scienziati di seguire il movimento e l’interazione delle singole cellule in tempo reale.
Il team si è concentrato sulla guaina radicolare esterna, uno strato di tessuto che circonda il fusto del capello in crescita. Sorprendentemente, hanno osservato che le cellule all’interno di questo strato si muovevano verso il basso seguendo un modello a spirale coordinato. Ancora più affascinante è stato il fatto che questo movimento avvenisse proprio nell’area in cui, a quanto pare, ha origine la forza che spinge il capello verso l’alto.
Un motore cellulare nascosto
La dott.ssa Inês Sequeira, professoressa associata di biologia orale e cutanea alla Queen Mary e una delle autrici principali dello studio, ha affermato: «I nostri risultati rivelano un’affascinante coreografia all’interno del follicolo pilifero. Per decenni si è ritenuto che il capello venisse spinto verso l’esterno dalle cellule in divisione presenti nel bulbo pilifero. Abbiamo invece scoperto che viene attivamente tirato verso l’alto dal tessuto circostante, che agisce quasi come un minuscolo motore». La scoperta suggerisce che la crescita dei capelli non dipenda solo dalla formazione di nuove cellule, ma anche da forze meccaniche generate dal movimento coordinato delle cellule all’interno del follicolo stesso. Questo movimento funziona in modo simile a un minuscolo motore biologico: invece di spingere il capello esclusivamente dal basso verso l’esterno, il tessuto circostante genera una forza di trazione che sposta attivamente il fusto del capello verso l’alto. Il follicolo pilifero sfrutta così i propri movimenti cellulari per costruire una sorta di sistema meccanico di crescita. In questo processo, la proteina actina svolge un ruolo importante. Questo componente dell’armatura cellulare consente alle cellule di modificare la propria forma, di muoversi ed esercitare forze sull’ambiente circostante. L’attività coordinata di molte singole cellule genera un effetto meccanico più ampio, che sostiene l’intero processo di crescita dei capelli.
Questa scoperta rivoluziona la concezione tradizionale di come crescono le strutture biologiche. Dimostra che la crescita non è regolata esclusivamente dalla produzione cellulare e dai segnali chimici, ma anche dalle forze fisiche all’interno del tessuto. Tali processi meccanici stanno acquisendo un’importanza sempre maggiore nella biologia moderna. Gli scienziati riconoscono sempre più spesso che le cellule non solo influenzano l’ambiente circostante, ma reagiscono anche ai segnali meccanici. Queste interazioni svolgono un ruolo importante, ad esempio, nello sviluppo degli organi, nella guarigione delle ferite e nella rigenerazione dei tessuti. Per la ricerca sui capelli, questa scoperta potrebbe rivelarsi particolarmente significativa. Una migliore comprensione delle forze meccaniche presenti nel follicolo pilifero potrebbe consentire alle future terapie contro la caduta dei capelli non solo di influenzare la divisione cellulare o i processi ormonali, ma anche di agire in modo mirato sulla mobilità e sullo sviluppo della forza delle cellule.
Monitorare la crescita dei capelli in tempo reale
Per verificare la loro teoria, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti volti a separare gli effetti della divisione cellulare da quelli del movimento cellulare. Innanzitutto, hanno bloccato la divisione cellulare all’interno del follicolo pilifero. Se la spiegazione tradizionale fosse stata del tutto corretta, la crescita dei capelli avrebbe dovuto rallentare drasticamente o arrestarsi del tutto. Invece, i follicoli piliferi hanno continuato a produrre capelli praticamente alla stessa velocità di prima.
Il team ha quindi concentrato la propria attenzione sull’actina, una proteina presente nelle cellule di tutto il corpo. L’actina svolge un ruolo fondamentale nel consentire alle cellule di muoversi, cambiare forma e generare forza. Quando i ricercatori hanno interrotto l’attività dell’actina, i risultati sono stati drammatici. I tassi di crescita dei capelli sono diminuiti di oltre l’80 per cento, il che suggerisce che il movimento cellulare e la generazione di forza siano componenti essenziali del processo di crescita. Le simulazioni al computer hanno confermato queste scoperte. I modelli hanno dimostrato che il movimento coordinato delle cellule negli strati esterni del follicolo pilifero generava forze di trazione sufficientemente intense da spiegare il movimento osservato del fusto del capello.
Il dott. Nicolas Tissot, primo autore dello studio e membro del team di ricerca avanzata di L’Oréal, ha sottolineato l’importanza della nuova tecnica di imaging: «Utilizziamo un metodo di imaging innovativo che consente la microscopia 3D time-lapse in tempo reale. Mentre le immagini statiche forniscono solo istantanee isolate, la microscopia 3D time-lapse è indispensabile per decifrare realmente i complessi processi biologici dinamici all’interno del follicolo pilifero e per rivelare la cinetica cellulare, i modelli di migrazione e la velocità delle divisioni cellulari, che altrimenti non potrebbero essere dedotti da singole osservazioni. Questo approccio ha permesso di modellare le forze generate localmente». Grazie al monitoraggio di cellule vive per un periodo di tempo prolungato, i ricercatori hanno potuto osservare processi biologici che sarebbero rimasti nascosti con i metodi convenzionali.
Nuove prospettive per la ricerca sulla caduta dei capelli
I risultati dello studio potrebbero avere importanti implicazioni per la comprensione della caduta dei capelli e lo sviluppo di nuove terapie. Il dott. Thomas Bornschlögl, un altro autore principale del team di ricerca avanzata di L’Oréal, ha spiegato: «Ciò dimostra che la crescita dei capelli non è guidata solo dalla divisione cellulare, ma che è piuttosto la guaina radicolare esterna a tirare attivamente il capello verso l’alto. Questa nuova prospettiva sulla meccanica dei follicoli piliferi apre nuove possibilità per la ricerca sulle patologie dei capelli, la sperimentazione di farmaci e l’ulteriore sviluppo della coltura tissutale e della medicina rigenerativa».
Gli scienziati stanno comprendendo sempre più che i tessuti biologici non sono plasmati solo dai geni e dai segnali chimici, ma anche da forze fisiche. Comprendere come queste forze influenzino la crescita dei capelli potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare trattamenti futuri mirati sia all’ambiente biochimico del follicolo pilifero sia al suo comportamento meccanico. Sebbene gli esperimenti siano stati condotti su follicoli piliferi umani coltivati in laboratorio e non direttamente sull’uomo, i risultati forniscono nuove e preziose informazioni sul funzionamento dei follicoli piliferi. I ricercatori ritengono inoltre che la loro tecnica di imaging possa diventare un potente strumento per la valutazione di potenziali terapie contro la caduta dei capelli, poiché consente agli scienziati di osservare in tempo reale come i follicoli vivi reagiscono a diversi farmaci e trattamenti.
Un nuovo ruolo per la biofisica nella biologia quotidiana
Lo studio non solo fornisce nuove conoscenze sulla crescita dei capelli, ma sottolinea anche la crescente importanza della biofisica. Questo campo di ricerca studia come le forze fisiche influenzano i processi biologici nell’organismo.
Per molto tempo la biologia si è concentrata principalmente sui geni e sui segnali chimici. Oggi, tuttavia, gli scienziati sanno che le cellule possono anche generare forze meccaniche, muoversi e influenzare attivamente l’ambiente circostante. Questi processi svolgono un ruolo importante nello sviluppo e nel rinnovamento dei tessuti. Il follicolo pilifero ne è un esempio: un processo apparentemente semplice come la crescita dei capelli si basa, a quanto pare, su una complessa interazione tra divisione cellulare, movimento cellulare e forze meccaniche.
La scoperta evidenzia che anche i processi biologici quotidiani sono spesso più complessi di quanto sembrino a prima vista. I ricercatori sperano che una migliore comprensione delle forze meccaniche nei tessuti possa contribuire in futuro allo sviluppo di nuovi metodi per lo studio e il trattamento delle malattie. La biofisica potrebbe quindi svolgere un ruolo importante nell’ulteriore decifrazione dei meccanismi nascosti del corpo umano.