Регенерация кожи без рубцов

Согласно результатам новейшего исследования, повреждённая ткань способна регенерировать с помощью жировых клеток.

То, что врачи ещё недавно считали невозможным, оказалось реальным в результате крупномасштабных многолетних исследований. Найден способ манипулировать ростом клеток в ранах при их лечении. Учёные выяснили как восстановить повреждённую кожу, чтобы после неё не оставалось рубцовой ткани. Весь секрет состоит в том, чтобы использовать самый распространённый тип клеток рубцовой ткани (миофибробласты), найденных в ранах, и превратить их в жировые клетки.

Учёные начали эксперимент в Школе Медицины Перельмана в Университете Пенсильвании (США), который перерос в крупномасштабное многолетнее исследование в сотрудничестве с Лабораторией Регенеративной Биологии и Биологии Развития Пликус в Университете Калифорнии в Ирвайне (США). Результаты были опубликованы 5 января 2017 года в журнале Science.

Адипоциты (т. е. жировые клетки) находятся в коже. Но при заживлении раны адипоциты в рубцовой ткани отсутствуют. Клетки под названием миофибробласты чаще других встречаются в заживающих ранах, которые и отвечают за формирование соединительнотканного образования. Рубцовая ткань отличается от другой кожи ещё и тем, что в ней отсутствуют волосяные фолликулы, что тоже является аномальным. Именно от этих характеристик и оттолкнулись учёные, и впоследствии оказались правы. Исследователи нашли способ замены уже имеющихся в рубцовой ткани миофибробластов адипоцитами, которые не вызывают рубцевания.

Джордж Коцарелис (George Cotsarelis) — доктор медицины, председатель отдела дерматологии и главный исследователь проекта, объяснил этот новонайденный способ. «По сути, мы можем манипулировать заживлением ран так, чтобы это приводило к регенерации кожи, а не к рубцеванию», — сказал Коцарелис. «Секрет в том, чтобы в первую очередь восстановить волосяные фолликулы, а после этого жировые клетки будут регенерировать в ответ на сигналы от этих фолликулов».

Исследователям удалось обнаружить, что волосяные луковицы формируются отдельно от жировых клеток, но не независимо друг от друга. Волосяные фолликулы образуются первыми и учёные ещё ранее обнаружили факторы для их формирования. А теперь исследователи сумели разработать дополнительные факторы, которые помогут преобразовать окружающие миофибробласты в адипоциты. Жировые клетки смогут сформироваться только с новыми волосяными фоликуллами, после чего вместо рубцовой ткани и будет восстановлена абсолютно ровная кожа. Исцелённая рана будет иметь естественный вид, поскольку новые клетки ничем не отличаются от уже существующих жировых клеток.

Рис. 1. Слева — регенерированный участок кожи без волосяных фолликул. Справа – с восстановленными волосяными фолликулами. (Penn Medicine)

Команда исследователей также обнаружила костный морфогенетический белок (bone morphogenetic protein — BMP). Именно он посылает импульсы миофибробластам, заставляя их преобразовываться в жировые клетки. Это было новаторским открытием, так как оно изменило представление о том, что было ранее известно о миофибробластах.

«Как правило, миофибробласты считались неспособными стать другим типом клеток», — пояснил Джордж Коцарелис. «Но наша работа показывает, что мы имеем возможность влиять на эти клетки, и они могут быть эффективно и стабильно превращены в адипоциты». Это было доказано экспериментами с келоидными клетками мышей и человека, выращенными в культуре.

Рис. 2. Прогрессирование раны во время заживления, когда волосяные фолликулы присутствуют. (Penn Medicine)

Максим Пликус (Maksim Plikus) — доцент кафедры биологии развития и биологии клеток Университета Калифорнии в Ирвайне, также поделился своим видением: «Результаты нашего исследования показывают, что мы имеем возможность после ранения влиять на ткани, заставляя их регенерироваться, а не образовывать шрамы».

Это открытие может принести пользу дерматологии, косметологии, эстетической медицине, пластической хирургии. У пациентов, которые ранее были обречены получить шрам на месте раны, теперь есть шанс, что ничто даже не будет напоминать о ней после завершения лечения. Однако доктор Коцарелис предупредил, что должно пройти ещё некоторое время, прежде чем новая технология займёт своё место в практике врачей. «Это крайне желательно с клинической точки зрения, но сейчас это неудовлетворённая потребность», — сказал он.

Возможность управлять регенерацией жировых клеток может принести пользу не только в лечении ран. Исследователи продолжают работу над другими аспектами использования нового метода. Например, уже выяснено, что адипоциты также утрачиваются в процессе естественного старения, что приводит к появлению глубоких старческих морщин, которые не поддаются лечению косметологическими средствами. «Наши результаты могут продвинуть нас к новой стратегии восстановления адипоцитов в коже лица, что может привести к абсолютно новым омолаживающим методам», — прокомментировал Джордж Коцарелис.

Мария КИХТАН (перевод)

По материалам ScienceDaily