Definindo Estados das Células Basais Epidérmicas durante a Homeostase da Pele e Cicatrização de Feridas Usando Transcriptômica de Célula Única

Nosso conhecimento sobre heterogeneidades transcricionais em compartimentos de células-tronco e progenitoras epiteliais é limitado. As células basais epidérmicas sustentam a manutenção do tecido cutâneo e promovem a cicatrização de feridas. Estudos anteriores investigaram a heterogeneidade das células basais em termos de potencial de células-tronco e progenitoras, mas falta uma dissecação abrangente da dinâmica dessas células durante a diferenciação. Utilizando sequenciamento de RNA de célula única aliado a RNAScope e imagem de tempo de vida de fluorescência, identificamos três estados de células basais não proliferativas e um estado proliferativo em pele homeostática, que diferem na preferência metabólica e tornam-se espacialmente particionados durante a reepitelização da ferida. Análises de trajetórias pseudotemporais e velocidade de RNA predizem uma hierarquia de diferenciação quase linear onde as células basais progridem do estado Col17a1Hi/Trp63Hi para o estado de resposta precoce, proliferam no junção desses dois estados ou entram em parada de crescimento antes de se diferenciarem em células espinhosas. A cicatrização de feridas induz plasticidade manifestada por interconversões dinâmicas entre células basais e espinhosas em múltiplos estados transcricionais basais. Nosso estudo fornece uma visão sistemática da dinâmica celular epidérmica, apoiando um modelo revisado de "hierarquia-linhagem" para a homeostase.