Nuevas ideas sobre la estructura del tejido mamario
Un estudio reciente revela la estructura detallada del tejido mamario humano y su importancia.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- Desarrollo de la Mama
- Técnicas de Imágenes
- Análisis de los Datos
- Desafíos con Modelos Animales
- Observando TDLUs
- Tipos de Células en TDLUs
- Mayor Ramificación y Proliferación Celular
- Comparando TDLUs de Diferentes Donantes
- El Papel de la Modelación Matemática
- Entendiendo los Mecanismos de Crecimiento
- Conclusión y Direcciones Futuras
- Fuente original
La mama humana tiene una estructura única hecha de una red de conductos. Estos conductos forman grupos llamados lóbulos, y cada pecho tiene alrededor de 15 a 20 lóbulos. Cada lóbulo tiene conductos más pequeños que terminan en unidades lobulares ductales terminales, conocidas como TDLUs. Estos TDLUs son cruciales para la producción de leche durante la lactancia.
Desarrollo de la Mama
La mayoría del tejido mamario se desarrolla durante la pubertad, cuando hormonas como la hormona del crecimiento y los estrógenos estimulan el crecimiento y la Ramificación de estos conductos. Este proceso resulta en la formación de la estructura principal de la mama, preparándola para sus funciones futuras.
El tejido mamario cambia significativamente durante eventos como el embarazo y la lactancia. Estos cambios ayudan a que la mama cumpla sus funciones de manera efectiva.
Técnicas de Imágenes
Las técnicas de imagen recientes han mejorado nuestra comprensión de la estructura de la mama. Usando métodos especiales que hacen que el tejido sea claro, los investigadores pueden ver la forma tridimensional (3D) de los TDLUs. Se descubrió que los TDLUs altamente ramificados son poco comunes, independientemente de la edad de la donante o la cantidad de hijos que haya tenido.
Un estudio reciente utilizó estas técnicas avanzadas de imagen para observar los TDLUs de mujeres de diferentes edades y estados de embarazo. Las muestras se prepararon cuidadosamente para la imagen, lo que involucró un proceso de tinción para resaltar Células y Estructuras específicas.
Análisis de los Datos
Los datos de las imágenes mostraron que los TDLUs son cruciales para la producción de leche y desempeñan un papel central en la función de la mama. Los TDLUs en reposo tienen un conducto principal que se ramifica en secciones más pequeñas que terminan en acinos, responsables de producir leche.
Curiosamente, los TDLUs también son donde comienzan muchos casos de cáncer de mama. Por lo tanto, entender la estructura y composición de los TDLUs es esencial para la atención médica, especialmente en relación con la prevención y tratamiento del cáncer de mama.
Desafíos con Modelos Animales
Aunque los estudios en animales como roedores han ayudado a entender el desarrollo mamario, no siempre son aplicables a los humanos. Las mamas de los roedores difieren significativamente en estructura, lo que hace difícil aplicar los hallazgos de estos modelos directamente a las mamas humanas.
La mayoría de la investigación previa sobre el tejido mamario humano se ha basado en imágenes de baja resolución tomadas de secciones de tejido. Aunque algunos estudios han proporcionado información valiosa sobre diferentes categorías de TDLUs, las formas 3D detalladas y la composición han permanecido poco claras.
Los avances recientes en imagenología han permitido a los investigadores analizar piezas más grandes de tejido mamario y observar tipos celulares con más profundidad. Este estudio se centró en los TDLUs de mujeres sanas para investigar su forma, complejidad y distribución celular en relación con la edad, el número de hijos y el uso de anticonceptivos hormonales.
Observando TDLUs
Las imágenes revelaron que los TDLUs variaban en tamaño y complejidad de ramificación. Algunos tenían tan solo ocho ramificaciones, mientras que otros tenían más de 200. Esta variación en la ramificación aún no se comprende del todo.
Los investigadores utilizaron microscopía de alta resolución para capturar imágenes de los TDLUs. Encontraron que la mayoría de los TDLUs eran de tamaño medio, y los TDLUs altamente ramificados eran raros. El análisis mostró que los TDLUs no diferían significativamente entre mujeres jóvenes y maduras en cuanto al número de ramas.
El estudio también miró el uso de anticonceptivos hormonales, pero no encontró un efecto aparente en la ramificación de los TDLUs. Sin embargo, una tendencia sugirió que los TDLUs de mujeres en medio de su ciclo menstrual tenían más ramas.
Tipos de Células en TDLUs
Una mirada más cercana a los tipos de células en los TDLUs reveló diferentes patrones de crecimiento celular. Se analizaron células luminales, que producen leche, y células basales, que dan estructura a los conductos. Los investigadores encontraron que las células basales estaban más concentradas en los conductos principales en comparación con los lóbulos.
Este estudio ayudó a identificar un subárbol primario dentro de los TDLUs que es más propenso a dividirse y ramificarse en conductos más pequeños. El análisis destacó que el subárbol principal tiene una mayor presencia de células específicas.
Mayor Ramificación y Proliferación Celular
El estudio también se centró en la relación entre la ramificación de los TDLUs y la proliferación celular. Se observó que los TDLUs con más ramas tendían a tener tasas más altas de división celular, sugiriendo un vínculo entre la estructura y la actividad de estos tejidos.
Además de las células epiteliales, se examinó el estroma circundante, que contiene varios tipos de células. La presencia de ciertos tipos de células estromales parecía correlacionarse con el número de ramificaciones en los TDLUs, indicando un posible papel del estroma en la ramificación de los TDLUs.
Comparando TDLUs de Diferentes Donantes
Para evaluar la consistencia de las estructuras de los TDLUs, los investigadores compararon TDLUs de diferentes mujeres. Si bien se observó cierta variabilidad, características específicas, como la longitud y el diámetro de las ramas, eran similares en las muestras.
Notablemente, los TDLUs tenían una forma consistente independientemente del individuo, lo que puede deberse a la función compartida de estas estructuras en la producción de leche.
El Papel de la Modelación Matemática
Para entender mejor los patrones de ramificación en los TDLUs, los investigadores crearon modelos matemáticos que simulan cómo pueden crecer y ramificarse los TDLUs. Los modelos se adaptaron de modelos anteriores utilizados para glándulas mamarias de ratón.
Estas simulaciones ayudaron a demostrar que los principios básicos que rigen la ramificación de los TDLUs en humanos son similares a los de los ratones. Sin embargo, el estudio también mencionó diferencias en la naturaleza de la ramificación, ya que se encontró que los TDLUs humanos eran más variables en forma y tamaño.
Entendiendo los Mecanismos de Crecimiento
El estudio propuso dos mecanismos que podrían limitar el crecimiento de los TDLUs: restringir el crecimiento a un cierto volumen o una reducción gradual del potencial de crecimiento a medida que las ramas maduran. Este último se sugirió basándose en observaciones de células específicas dentro de los TDLUs.
Al comparar los patrones de ramificación simulados con observaciones reales, los investigadores determinaron que el crecimiento en los TDLUs humanos probablemente sigue reglas similares a las observadas en ratones.
Conclusión y Direcciones Futuras
Esta investigación proporciona información valiosa sobre la estructura 3D y la función de los TDLUs en la mama humana. Los hallazgos revelan que, si bien hay variabilidad en la estructura de los TDLUs, también hay rasgos consistentes que los definen.
Además, el estudio resalta la importancia de los TDLUs tanto en la función mamaria saludable como en el desarrollo del cáncer de mama. La investigación futura probablemente se centrará en entender los roles de tipos de células específicas dentro de los TDLUs y sus interacciones con tejidos circundantes, lo que podría llevar a enfoques mejorados para la prevención y tratamiento del cáncer de mama.
En general, las técnicas de imagen mejoradas y la modelación matemática representan pasos significativos hacia adelante en la comprensión de la estructura y función de la mama, abriendo avenidas para una mayor investigación sobre las relaciones entre la anatomía, los tipos celulares y las enfermedades.
Título: Volumetric analysis of the terminal ductal lobular unit architecture and cell phenotypes in the human breast
Resumen: AbstractThe major lactiferous ducts of the human breast branch out and ultimately end at terminal ductal lobular units (TDLUs). These glandular structures are the source of milk upon lactation, and also the most common origin of breast cancer. Despite their functional and clinical importance, the three dimensional (3D) architecture of TDLUs has remained undetermined, largely due to their absence in rodent animal models. By utilizing recent technological advances in optical tissue clearing, 3D reconstruction histology and microscopy, we imaged the 3D structure of healthy human breast tissue to determine whether general branching patterns or cell type specific niches exist in the TDLU. Our data demonstrate that highly branched TDLUs, also exhibiting elevated proliferation, are uncommon in the breast tissue regardless of donor age, parity or hormonal contraception. Overall, TDLUs have a consistent shape and their branch parameters are largely comparable between different TDLUs and individuals irrespective of donor age or parity. Simulation of TDLU branching morphogenesis in 3D by mathematical modelling suggests that evolutionarily conserved mechanisms regulate mammary gland branching in humans and mice, despite their anatomical differences. The data also demonstrate a new level of organization within the TDLU structure identifying a main subtree that dominates in bifurcation events and exhibits a more duct-like keratin expression pattern. In all, our data provide the first structural insights into 3D human breast anatomy and branching, and exemplify the power of volumetric imaging in deeper understanding of human breast biology. Graphical Abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=85 SRC="FIGDIR/small/532249v2_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (28K): [email protected]@73d65dorg.highwire.dtl.DTLVardef@fea93eorg.highwire.dtl.DTLVardef@1192c1c_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
Autores: Emilia Peuhu, O. Paavolainen, M. Peurla, L. M. Koskinen, J. Pohjankukka, K. Saberi, E. Tammelin, S.-R. Sulander, M. Valkonen, L. Mourao, P. Boström, N. Brück, P. Ruusuvuori, C. L. Scheele, P. Hartiala
Última actualización: 2024-05-22 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.12.532249
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.12.532249.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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