Регенерація шкіри без рубців

Відповідно до результатів новітнього дослідження, пошкоджена тканина здатна регенерувати за допомогою жирових клітин.

Те, що лікарі ще нещодавно вважали неможливим, стало реальним завдяки масштабним багаторічним дослідженням. Було знайдено спосіб маніпулювати ростом клітин у ранах під час їхнього загоєння. Науковці з’ясували, як відновити пошкоджену шкіру, щоб після загоєння не залишалося рубцевої тканини. Уся таємниця полягає в тому, щоб використовувати найбільш поширений тип клітин рубцевої тканини (міофібробласти), виявлених у ранах, і перетворити їх на жирові клітини.

Науковці розпочали експеримент у Медичній школі Перельмана в Університеті Пенсильванії (США), який переріс у масштабне багаторічне дослідження у співпраці з Лабораторією регенеративної біології та біології розвитку Плікуса в Університеті Каліфорнії в Ірвайні (США). Результати були опубліковані 5 січня 2017 року в журналі Science.

Адипоцити (тобто жирові клітини) містяться в шкірі. Проте під час загоєння ран вони відсутні в рубцевій тканині. Клітини, що називаються міофібробластами, найчастіше зустрічаються в загоєних ранах, і саме вони відповідають за формування сполучнотканинних утворень. Рубцева тканина також відрізняється від іншої шкіри тим, що в ній відсутні волосяні фолікули, що є аномальним. Саме на цих характеристиках зосередилися науковці, і їхні припущення виявилися правильними. Вони знайшли спосіб замінити міофібробласти рубцевої тканини на адипоцити, які не спричиняють рубцювання.

Доктор медицини Джордж Коцареліс (George Cotsarelis), голова кафедри дерматології та головний дослідник проєкту, пояснив цей новий метод. “По суті, ми можемо маніпулювати загоєнням ран так, щоб це призводило до регенерації шкіри, а не до рубцювання”, — зазначив Коцареліс. “Секрет полягає в тому, щоб спочатку відновити волосяні фолікули, а потім жирові клітини будуть регенерувати у відповідь на сигнали від цих фолікулів”.

Науковцям вдалося встановити, що волосяні фолікули формуються окремо від жирових клітин, але не незалежно одне від одного. Спершу утворюються волосяні фолікули, а дослідники вже раніше ідентифікували фактори їхнього формування. Тепер вони розробили додаткові фактори, які допоможуть перетворити навколишні міофібробласти на адипоцити. Жирові клітини можуть формуватися тільки за наявності нових волосяних фолікулів, завдяки чому замість рубцевої тканини відновлюється абсолютно рівна шкіра. Загоєна рана матиме природний вигляд, оскільки нові клітини нічим не відрізняються від уже існуючих жирових клітин.

Рис. 1. Зліва — регенерована ділянка шкіри без волосяних фолікулів. Справа — з відновленими волосяними фолікулами. (Penn Medicine)

Дослідники також виявили кістковий морфогенетичний білок (bone morphogenetic protein — BMP). Саме він надсилає сигнали міофібробластам, змушуючи їх перетворюватися на жирові клітини. Це стало новаторським відкриттям, оскільки змінило уявлення про міофібробласти.

“Зазвичай вважалося, що міофібробласти не здатні перетворюватися на інші типи клітин”, — пояснив Джордж Коцареліс. “Проте наше дослідження демонструє, що ми можемо впливати на ці клітини, ефективно й стабільно перетворюючи їх на адипоцити”. Це було доведено експериментами з келоїдними клітинами мишей і людини, вирощеними в культурі.

Рис. 2. Прогресування рани під час загоєння, коли волосяні фолікули присутні. (Penn Medicine)

Максим Плікус (Maksim Plikus) – доцент кафедри біології розвитку та клітинної біології Університету Каліфорнії в Ірвайні, також поділився своїм баченням: “Результати нашого дослідження свідчать, що після травми ми можемо впливати на тканини, змушуючи їх регенерувати, а не утворювати рубці”.

Це відкриття може стати революційним у дерматології, косметології, естетичній медицині, пластичній хірургії. Пацієнти, які раніше були приречені отримати шрам на місці рани, тепер мають шанс, що після лікування шкіра залишиться бездоганною. Проте доктор Коцареліс попередив, що має пройти певний час, перш ніж ця технологія стане доступною у клінічній практиці. “Це надзвичайно бажане з клінічної точки зору, але наразі це незадоволена потреба”, — сказав він.

Можливість керувати регенерацією жирових клітин може бути корисною не лише для лікування ран. Дослідники продовжують вивчати інші аспекти застосування цього методу. Наприклад, уже відомо, що адипоцити також втрачаються в процесі природного старіння, що призводить до утворення глибоких зморшок, які не піддаються лікуванню косметичними засобами. “Наші результати можуть привести нас до нової стратегії відновлення адипоцитів у шкірі обличчя, що стане основою абсолютно нових омолоджувальних методів”, — підсумував Джордж Коцареліс.

За матеріалами ScienceDaily