Per decenni, i libri di testo di biologia hanno insegnato che i capelli umani crescono perché le cellule alla base del follicolo si dividono e spingono il fusto del capello verso l’alto.
Una nuova ricerca suggerisce che questa spiegazione sia incompleta. Gli scienziati hanno ora trovato prove che la crescita dei capelli è guidata da una forza di trazione nascosta generata dal movimento delle cellule all’interno del follicolo.
La scoperta mette in discussione una visione consolidata sulla crescita dei capelli e potrebbe indurre i ricercatori a ripensare ogni aspetto, dai trattamenti per la caduta dei capelli alla medicina rigenerativa.
I risultati provengono da ricercatori di L’Oréal Research & Innovation e della Queen Mary University di Londra e sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications .
All’interno del follicolo pilifero
Il follicolo pilifero è una struttura complessa situata all’interno della pelle che produce e sostiene ogni singolo capello. Alla base del follicolo si trova il bulbo pilifero, dove le cellule si dividono rapidamente per creare un nuovo capello. Tradizionalmente, gli scienziati credevano che queste cellule appena formate agissero come un nastro trasportatore, spingendo verso l’alto le cellule più vecchie e causando la crescita del capello dal cuoio capelluto.
Per verificare se tale spiegazione fosse esaustiva, i ricercatori hanno utilizzato una tecnologia avanzata di imaging 3D in tempo reale per osservare follicoli piliferi umani viventi mantenuti in coltura in laboratorio. A differenza della microscopia tradizionale, che cattura solo immagini statiche, questo approccio ha permesso agli scienziati di osservare le singole cellule muoversi e interagire in tempo reale.
Il team si è concentrato sulla guaina esterna della radice, uno strato di tessuto che avvolge il fusto del capello in crescita. Sorprendentemente, hanno osservato le cellule all’interno di questo strato muoversi verso il basso secondo uno schema a spirale coordinato. Ancora più interessante, questo movimento si è verificato nella stessa regione da cui sembrava originarsi la forza responsabile della trazione del capello verso l’alto.
Un motore cellulare nascosto
La dottoressa Inês Sequeira, docente di biologia orale e cutanea alla Queen Mary University e una delle autrici principali dello studio, ha dichiarato:
“I nostri risultati rivelano un’affascinante coreografia all’interno del follicolo pilifero. Per decenni si è ipotizzato che il capello venisse spinto verso l’esterno dalle cellule in divisione nel bulbo pilifero. Abbiamo scoperto invece 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 dipende non solo dalla creazione di nuove cellule, ma anche dalle forze meccaniche generate dal movimento coordinato delle cellule all’interno del follicolo stesso.
Risultati sorprendenti che mettono in discussione il pensiero tradizionale
Per mettere alla prova la loro teoria, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti progettati per separare gli effetti della divisione cellulare dagli effetti del movimento cellulare.
Innanzitutto, hanno bloccato la divisione cellulare all’interno del follicolo. Se la spiegazione tradizionale fosse del tutto corretta, la crescita dei capelli avrebbe dovuto rallentare drasticamente o arrestarsi completamente. Invece, i follicoli hanno continuato a produrre capelli quasi allo stesso ritmo di prima.
Il team ha quindi rivolto la sua attenzione all’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 sorprendenti. Il tasso di crescita dei capelli è diminuito di oltre l’80%, a dimostrazione che il movimento cellulare e la generazione di forza sono elementi essenziali del processo di crescita.
Le simulazioni al computer hanno confermato questi risultati. I modelli hanno dimostrato che il movimento coordinato delle cellule negli strati esterni del follicolo creava forze di trazione sufficientemente intense da spiegare il movimento osservato del fusto del capello.
Rilevamento della crescita dei capelli in tempo reale
Il dottor Nicolas Tissot, primo autore dello studio e membro del team di Ricerca Avanzata di L’Oréal, ha sottolineato l’importanza del nuovo approccio di imaging:
“Utilizziamo un metodo di imaging innovativo che consente la microscopia time-lapse 3D in tempo reale. Mentre le immagini statiche forniscono semplici istantanee isolate, la microscopia time-lapse 3D è indispensabile per svelare i complessi e dinamici processi biologici all’interno del follicolo pilifero, rivelando cinetiche cellulari cruciali, modelli migratori e velocità di divisione cellulare che altrimenti sarebbero impossibili da dedurre da osservazioni discrete. Questo approccio ha permesso di modellare le forze generate localmente.”
Monitorando le cellule viventi nel tempo, i ricercatori sono stati in grado di osservare processi biologici che sarebbero rimasti nascosti utilizzando i metodi convenzionali.
Nuove possibilità per la ricerca sulla caduta dei capelli
I risultati dello studio potrebbero avere importanti implicazioni per la comprensione della caduta dei capelli e per lo sviluppo di nuove terapie.
Il dottor Thomas Bornschlögl, un altro autore principale del team di Ricerca Avanzata di L’Oréal, ha spiegato:
“Questo studio rivela che la crescita dei capelli non è guidata solo dalla divisione cellulare, ma che la guaina esterna della radice tira attivamente il capello verso l’alto. Questa nuova visione della meccanica del follicolo apre nuove prospettive per lo studio delle patologie dei capelli, la sperimentazione di farmaci e il progresso dell’ingegneria tissutale e della medicina rigenerativa.”
Gli scienziati riconoscono sempre più che i tessuti biologici sono modellati non solo da geni e segnali chimici, ma anche da forze fisiche. Comprendere come queste forze influenzano la crescita dei capelli potrebbe aiutare i ricercatori a progettare trattamenti futuri che agiscano sia sull’ambiente biochimico del follicolo sia sul suo comportamento meccanico.
Sebbene gli esperimenti siano stati condotti su follicoli piliferi umani coltivati in laboratorio anziché direttamente su persone, i risultati forniscono nuove e preziose informazioni sul funzionamento dei follicoli piliferi.
I ricercatori ritengono inoltre che la loro tecnica di imaging potrebbe diventare un potente strumento per valutare potenziali terapie contro la caduta dei capelli, consentendo agli scienziati di osservare in tempo reale come i follicoli viventi rispondono a diversi farmaci e trattamenti.
Un nuovo ruolo per la biofisica nella biologia di tutti i giorni
Oltre alla ricerca sui capelli, lo studio evidenzia la crescente importanza della biofisica, un campo che esplora come le forze fisiche influenzano i sistemi viventi.
I risultati suggeriscono che le forze meccaniche microscopiche possono svolgere un ruolo fondamentale nel modellare organi e tessuti in tutto il corpo. Nel caso della crescita dei capelli, quello che un tempo sembrava un processo semplice potrebbe in realtà dipendere da un sistema cellulare altamente coordinato che opera dietro le quinte.
Se confermato da future ricerche, questo meccanismo appena scoperto potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati comprendono uno dei processi biologici più familiari nella vita di tutti i giorni.
Abstract
L’omeostasi in organi a continuo rinnovamento come l’intestino, la pelle e i follicoli piliferi si basa sull’architettura della nicchia e su dinamiche cellulari finemente orchestrate, che comprendono proliferazione e migrazione. In questo studio, sviluppiamo un sistema di imaging 3D in tempo reale per mappare le dinamiche delle singole cellule in segmenti di follicoli piliferi umani microdissezionati durante la fase anagen in coltura ex vivo. Questo approccio rivela un movimento a spirale verso il basso delle cellule della guaina esterna della radice che entrano nella regione inferiore del bulbo. Abbiamo inoltre mappato le cellule che fluiscono verso l’alto nel bulbo, i cui percorsi si allineano con i modelli di differenziazione osservati per i progenitori derivati da cellule staminali nei follicoli piliferi dei roditori. I tassi di divisione cellulare e l’orientamento nel bulbo sono correlati con le velocità degli strati cellulari adiacenti che si muovono verso l’alto, con un movimento più rapido dello strato esterno associato a tassi mitotici più elevati. Integrando simulazioni di fluidodinamica e manipolazione sperimentale della mitosi e della cinetica dell’actina, proponiamo un modello meccanicistico in cui una forza di trazione indotta dalla guaina esterna della radice contribuisce all’estrusione della fibra capillare.
Materiale fornito dalla Queen Mary University di Londra . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Nicolas Tissot, Gaianne Genty, Roberto Santoprete, Frederic Baltenneck, Sebastien Thibaut, Jean-Francois Michelet, Inês Sequeira, Thomas Bornschlögl. Mapping cell dynamics in human ex vivo hair follicles suggests pulling mechanism of hair growth. Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-65143-x
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