Articulo de referencia

célula de Sertoli

1. [[basal lamina]] 2. [[spermatogonia]] 3. primary (1st-order) [[spermatocyte]] 4. secondary (2nd-order) spermatocyte 5. developing [[spermatid]] 6. mature spermatid 7. Sertoli...

Las células de Sertoli son un tipo de células nodrizas sustentaculares presentes en los testículos humanos que contribuyen al proceso de espermatogénesis (la producción de espermatozoides ) como componente estructural de los túbulos seminíferos . Se activan mediante la hormona foliculoestimulante (FSH) secretada por la adenohipófisis y expresan el receptor de FSH en sus membranas.

Historia

Las células de Sertoli reciben su nombre de Enrico Sertoli , un fisiólogo italiano que las descubrió mientras estudiaba medicina en la Universidad de Pavía , Italia. [ 1 ] Publicó una descripción de su célula homónima en 1865. [ 2 ] Sertoli descubrió la célula con un microscopio Belthele que había adquirido en 1862. En su primera descripción de 1865, utilizó los términos "célula arborescente" o "célula filamentosa"; y, lo que es más importante, se refirió a ellas como "células madre". Otros científicos utilizaron posteriormente el apellido de Enrico para nombrar estas células en sus publicaciones, a partir de 1888. Hasta 2006, se habían publicado dos libros de texto dedicados específicamente a la célula de Sertoli.

Estructura

Las células de Sertoli se localizan específicamente en las convoluciones de los túbulos seminíferos, ya que este es el único lugar en los testículos donde se producen los espermatozoides. Como células de soporte primarias de los túbulos, suelen ser muy grandes y amorfas, con células individuales que se extienden desde la lámina basal hasta la luz; su citoplasma a menudo rodea por completo las células germinales de las que se encargan de nutrir. Las células de Sertoli se confunden fácilmente con otras células del epitelio germinal al utilizar técnicas de tinción estándar ; la característica más distintiva de la célula de Sertoli es su nucléolo oscuro . [ 3 ]

Desarrollo

Las células de Sertoli son necesarias para el desarrollo sexual masculino. La proliferación y diferenciación de las células de Sertoli se activa principalmente por FGF9 , con el que también forman un bucle de retroalimentación positiva. [ 4 ] [ 5 ] Se ha sugerido que las células de Sertoli pueden derivar del mesonefros fetal . [ 6 ] Después de la pubertad, las células de Sertoli comienzan a alargarse. Sus nucléolos se hacen más grandes y se completan las uniones estrechas, creando un espacio luminal lleno de líquido. [ 7 ]

La FSH es responsable de controlar la proliferación de las células de Sertoli poco después del nacimiento y estimula la producción de factores derivados de estas células que controlan el desarrollo de los testículos y las células germinales. De hecho, la FSH es necesaria para la producción de mitógenos por parte de las células de Sertoli, los cuales estimulan la expresión de diversos marcadores celulares. La FSH, la LH , la TSH y la hCG , pertenecientes a la familia de las hormonas glicoproteicas hipofisarias, también desempeñan una función importante durante el desarrollo de las células de Sertoli, influyendo así en la salud reproductiva masculina. [ 7 ]

Además, se ha investigado exhaustivamente la participación de las hormonas tiroideas en el desarrollo de las células de Sertoli y los resultados indicaron que las hormonas tiroideas pueden afectar significativamente la proliferación y diferenciación de las células de Sertoli. [ 7 ]

Una vez completamente diferenciada, la célula de Sertoli se considera terminalmente diferenciada y es incapaz de proliferar. [ 8 ] Por lo tanto, una vez que ha comenzado la espermatogénesis, no se crean más células de Sertoli y su población dentro de los túbulos seminíferos es finita.

Sin embargo, se ha demostrado que las células de Sertoli pueden revertir a un fenotipo funcionalmente inmaduro y proliferativo en respuesta a la activina A. [ 9 ] Esto da lugar a la posibilidad de reparar algunos defectos de las células del nicho testicular que pueden causar infertilidad masculina.

Función

Debido a que su función principal es nutrir a los espermatozoides en desarrollo durante las etapas de la espermatogénesis , la célula de Sertoli también ha sido denominada célula "madre" o "nodriza". [ 10 ] Las células de Sertoli también actúan como fagocitos , consumiendo el citoplasma residual durante la espermatogénesis. La translocación de las células desde la lámina basal hasta la luz de los túbulos seminíferos se produce mediante cambios conformacionales en los márgenes laterales de las células de Sertoli.

Secretor

Las células de Sertoli secretan las siguientes sustancias:

Estructural

Las uniones oclusivas de las células de Sertoli forman la barrera hemato-testicular , una estructura que separa el compartimento sanguíneo intersticial del testículo del compartimento adluminal de los túbulos seminíferos. Debido a la progresión apical de las espermatogonias , las uniones oclusivas deben reformarse y romperse dinámicamente para permitir que las espermatogonias inmunoidénticas atraviesen la barrera hemato-testicular y así adquirir características inmunológicas únicas. Las células de Sertoli controlan la entrada y salida de nutrientes , hormonas y otras sustancias químicas en los túbulos del testículo, además de convertir el compartimento adluminal en un sitio inmunoprivilegiado.

Las células de Sertoli también son responsables de establecer y mantener el nicho de células madre espermatogoniales , lo que asegura la renovación de las células madre y la diferenciación de las espermatogonias en células germinales maduras que progresan paso a paso a través del largo proceso de espermatogénesis, que termina con la liberación de espermatozoides en un proceso conocido como espermiación . [ 13 ] Las células de Sertoli se unen a las células espermatogoniales a través de N-cadherinas y galactosiltransferasa (a través de residuos de carbohidratos).

Otras funciones

Durante la espermatogénesis, las células de Sertoli proporcionan nutrientes a las espermatogonias.

Las células de Sertoli son capaces de reparar el daño del ADN . [ 14 ] Es probable que esta reparación emplee el proceso de unión de extremos no homólogos que involucra a las proteínas XRCC1 y PARP1 que se expresan en las células de Sertoli. [ 14 ]

Las células de Sertoli presentan una mayor frecuencia de mutación que las células espermatogénicas . [ 15 ] En comparación con los espermatocitos , la frecuencia de mutación es aproximadamente de 5 a 10 veces mayor en las células de Sertoli. Esto podría reflejar la necesidad de una mayor eficiencia en la reparación del ADN y la prevención de mutaciones en la línea germinal que en las células somáticas.

Propiedades inmunomoduladoras de las células de Sertoli

Además de expresar factores cruciales para la maduración de los espermatozoides, las células de Sertoli también producen una amplia gama de moléculas (tanto en su superficie como solubles) capaces de modificar el sistema inmunitario. La capacidad de las células de Sertoli para alterar la respuesta inmunitaria en el túbulo es esencial para la maduración exitosa de los espermatozoides. A medida que los espermatozoides progresan por las distintas etapas de maduración, expresan neoepítopos en su superficie, los cuales pueden desencadenar una fuerte respuesta inmunitaria si se encuentran en otra parte del cuerpo.

Moléculas producidas por las células de Sertoli asociadas con la inmunosupresión o la inmunorregulación.

Sistema FAS/FAS-L : la expresión del ligando Fas (Fas-L) en la superficie de las células SC activa la muerte apoptótica de las células que expresan el receptor Fas, por ejemplo, las células T citotóxicas . [ 16 ]

- FasL soluble: aumenta la efectividad del sistema

- Fas soluble: bloqueo de FasL en la superficie de otras células (sin inducción de apoptosis en las células de Sertoli por células inmunitarias).

B7/H1 – disminuye la proliferación de células T efectoras [ 17 ]

Jagged1 (JAG1) – inducción de la expresión del factor de transcripción Foxp3 en linfocitos T vírgenes (aumento del número relativo de células T reguladoras ) [ 18 ]

El inhibidor de proteasa-9 (PI-9), miembro de la familia de las serpinas (inhibidores de serina proteasas) [ 19 ] , induce la secreción de la proteasa Granzima B. Las células T citotóxicas y las células NK pueden inducir la apoptosis en la célula diana. Las células SC producen PI-9, que se une irreversiblemente a la Granzima B e inhibe su actividad.

CD59 , una molécula de superficie en los SC y miembro de las proteínas reguladoras del complemento (CRP), inhibe el último paso de la cascada del complemento , la formación del complejo de ataque de membrana . [ 20 ]

La clusterina, una molécula soluble con funciones similares a las de CD59, forma un complejo con la granzima B e inhibe la activación de la apoptosis por linfocitos T o células NK. [ 20 ]

El TGF -beta, un factor de crecimiento transformante beta (su producción directa por las células SC es controvertida), contribuye a la inducción de células T reguladoras en la periferia. [ 21 ]

Otras moléculas

CD40 , una molécula asociada a las células dendríticas (CD). Las células SC pueden regular negativamente la expresión de CD40 en la superficie de las CD mediante un mecanismo desconocido. La regulación negativa de CD40 reduce la capacidad de las CD para estimular la respuesta de las células T. [ 20 ]

Las células de Sertoli también son capaces de inhibir la migración de células inmunitarias al reducir la infiltración de estas células en el lugar de la inflamación.

Importancia clínica

El tumor de células de Sertoli-Leydig forma parte del grupo de tumores de los cordones sexuales y del estroma ovárico . Estos tumores producen células de Sertoli y de Leydig, lo que provoca un aumento en la secreción de testosterona en los ovarios y los testículos.

Otros animales

Sección transversal de un túbulo seminífero del testículo de una rata (250x)

La función de las células de Sertoli en los amniotas y anamniotas es la misma, pero presentan propiedades ligeramente diferentes entre sí. Los anamniotas (peces y anfibios) emplean la espermatogénesis quística para producir espermatozoides. [ 22 ] En los amniotas, las células de Sertoli son células diferenciadas terminalmente que normalmente son incapaces de proliferar. En los anamniotas, las células de Sertoli atraviesan dos fases proliferativas. La primera fase de proliferación ocurre durante el establecimiento del quiste, promoviendo la migración de las células germinales hacia él. [ 23 ] [ 24 ] La segunda fase implica el agrandamiento del quiste, lo que produce espacio para las células germinales proliferantes. [ 25 ]

El hecho, antes comúnmente aceptado, de que las células de Sertoli son incapaces de dividirse y proliferar en Amniota ha sido cuestionado recientemente. Tras el trasplante xenogénico, se ha demostrado que las células de Sertoli recuperan la capacidad de proliferar. [ 26 ]

Investigación

Recientemente (2016), los modelos experimentales de trastornos inflamatorios autoinmunes , incluida la diabetes , han impulsado la implicación de las células de Sertoli en el trasplante de terapia celular gracias a sus propiedades inmunorreguladoras y antiinflamatorias. [ 27 ]

La investigación sobre la adaptación de las células de Sertoli para su uso en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo I implica la estrategia de cotrasplantar células β junto con células de Sertoli en el organismo receptor. En ratones, ratas y humanos, la presencia de estas células restauró la homeostasis de la glucosa y redujo los requerimientos de insulina externa . En todos los casos no se utilizó inmunosupresión, y la administración de este medicamento fue realizada por SC. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

Al tratar ratones obesos y diabéticos espontáneos con el trasplante de células de Sertoli microencapsuladas en depósitos de grasa abdominal subcutánea, Giovanni et al. [ 27 ] demostraron que más de la mitad de los ratones tratados mostraron una mejor homeostasis de la glucosa. Este reciente trabajo científico promete un mejor tratamiento futuro para pacientes con diabetes mellitus tipo 2 mediante el uso de terapia celular.

Las células de Sertoli promueven la aceptación del injerto de piel por el organismo receptor [ 31 ] y su presencia también ayuda a aumentar el número de neuronas motoras en la médula espinal de ratones SOD1 (un modelo de ratón utilizado en el estudio de la esclerosis lateral amiotrófica ). [ 32 ]

Véase también

Referencias

  1. synd/518 en ¿Quién lo dijo?
  2. ^ Sertoli, Enrico (1865). "Dell'esistenza di particolari cellule ramificate nei canalicoli seminiferi del testicolo umano" [ Sobre la existencia de determinadas células ramificadas en los canalículos seminíferos del testículo humano ] . Il Morgagni (en italiano). 7 : 31-40 .
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  • Imagen histológica: 17805loa – Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston. 
  • Imagen histológica: 17806loa – Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston.