Средство профилактики шрамов нашли в волосяных луковицах
Wikimedia Commons
Международная группа ученых обнаружила, что рубцовую ткань можно преобразовать в нормальную кожу с помощью фактора, который вырабатывают волосяные луковицы. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
В процессе эволюции млекопитающие выработали механизм максимально быстрого закрытия дефектов кожи (например, ссадин или порезов) рубцовой тканью. В отличие от нормальной кожи шрамы состоят преимущественно из миофибробластов, активно синтезирующих коллаген, и не содержат волосяных луковиц (фолликулов), потовых желез и подкожного жира. С недостатком подкожной жировой клетчатки связаны также развитие липодистрофий и появление морщин.
Сотрудники Университета Пенсильвании с коллегами из других научных центров, изучая процессы заживления кожных дефектов у мышей, обнаружили, что в некоторых случаях (при активации сигнальных путей WNT и FGF) в новой ткани могут восстанавливаться волосяные луковицы. При этом непосредственно вокруг них наблюдается рост жировых клеток (адипоцитов), неотличимых от клеток нормальной подкожной жировой клетчатки, чего не наблюдается в отсутствие волосяных фолликулов.
Дальнейшее изучение этого процесса показало, что новые адипоциты образуются из миофибробластов — клеток, которые до сих пор считались полностью дифференцированными и неспособными к перепрограммированию в другие типы клеток. Оказалось, что такая трансформация возможна под влиянием факторов роста из группы костных морфогенетических белков (BMP), и что растущие волосяные фолликулы непрерывно экспрессируют эти белки (в частности ВМР2 и ВМР4).
Эксперименты на генно-модифицированных мышах показали, что в отсутствие рецептора к BMP или при повышенной экспрессии антагониста ВМР ноггина в эпителии волосяных фолликулов трансформации миофибробластов формирующегося шрама в жировые клетки не происходит.
Когда ученые добавляли BMP4 в культуру клеток человеческой рубцовой ткани, в ней также происходило перепрограммирование миофибробластов в адипоциты. Такой же эффект производило совместное культивирование рубцовой ткани с человеческими волосяными фолликулами.
Рост жировых клеток в рубце с волосяными луковицами (слева)
M. V. Plikus et al., Science, 2017
Поделиться
Как пишут исследователи, стимуляция восстановления волосяных луковиц может принести пользу пациентам со свежими шрамами, грубыми рубцами, липодистрофией и возрастными изменениями кожи.
По словам руководителя работы Джорджа Котсарелиса (George Cotsarelis), до клинического применения полученных данных пока далеко: необходимо точно выяснить, в какой момент, в каком виде и каким способом следует вводить препараты для достижения желаемого эффекта. Однако если удастся ответить на эти вопросы, появится возможность полноценно восстанавливать поврежденную кожу без образования рубцов.
Ранее ученые обнаружили, что в коже содержатся вещества, которые способствуют скорейшему заживлению ран. Ими оказались N-теракозаноилтаурин, или NAT(24:0), и N-эйкозаноилтаурин, или NAT(20:0). В эксперименте обработка этими веществами краев кожных дефектов у мышей дозозависимо ускоряло восстановление кожи.
Другой научный коллектив разработал полимерное покрытие, способное восстанавливать эластичность стареющей кожи, а также способствовать заживлению ран и ожогов.