Ta pristop na osnovi matičnih celic bo obnovil rane v zdravo kožo

Ljudje s hudimi opeklinami, preležaninami ali kroničnimi boleznimi, kot je sladkorna bolezen, so v nevarnosti, da razvijejo rane, znane kot kožne razjede, ki se lahko razširijo skozi več plasti kože.

Poleg tega, da so zelo boleče, lahko te rane povzročijo resne, včasih smrtonosne okužbe ali amputacije. Običajno se te razjede zdravijo s kirurškim presajanjem obstoječe kože, da se pokrije rana. Vendar, ko je razjeda še posebej velika, je lahko težko presaditi dovolj kože. V takih primerih lahko raziskovalci izolirajo matične celice kože od pacienta, rastejo v laboratoriju in jih presadijo nazaj v bolnika. Vendar je postopek dolgotrajen, tvegan za bolnika in ni nujno učinkovit.

Dramatično naraščajoče stopnje sladkorne bolezni samo poudarjajo nujno potrebo po razvoju novih, učinkovitih metod za zdravljenje razjed na koži.

Moj laboratorij na Inštitutu Salk se osredotoča na razvoj pristopov, ki temeljijo na matičnih celicah, da bi "reprogramirali" celice iz ene vrste v drugo z namenom regenerativne medicine.

V poročilu v reviji Narava smo opisali novo tehniko, s katero neposredno pretvorimo celice, ki so naravno prisotne v odprti rani, v nove kožne celice z reprogramiranjem ranjenih celic v stanje, podobno celicam matičnih celic, v katerem se celice vrnejo v prejšnje, bolj prilagodljivo stanje, iz katerega lahko razvijajo v različne vrste celic.

Podoktorski raziskovalec v mojem laboratoriju, Masakazu Kurita, ki ima izkušnje s plastično kirurgijo, je vedel, da je ključni korak pri celjenju ran preseljevanje celic, podobnih celicam, ki se imenujejo bazalne keratinocite - iz bližnje, nepoškodovane kože - v rane.

Bazalni keratinociti so predhodniki več različnih vrst kožnih celic. Toda velike, hude rane, kot so kožne razjede, nimajo več bazalnih keratinocitov. Poleg tega, ko te rane zacelijo, se celice, ki se množijo na območju - znane kot mezenhimske celice - vključijo predvsem v zapiranje rane in vnetja, vendar ne morejo obnoviti zdrave kože.

Želeli smo pretvoriti te mezenhimske celice v bazalne keratinocite, ne da bi jih kdaj vzeli iz telesa.

V ta namen smo primerjali nivoje različnih beljakovin znotraj dveh celičnih tipov - mezenhimskih celic in keratinocitov - da bi ugotovili, kaj jih razlikuje, in ugotovili, kaj bi morali spremeniti, da bi reprogramirali eno vrsto celic v drugo.

Ugotovili smo 55 beljakovin, ki jih imenujemo »faktorji reprogramiranja«, ki so potencialno vključeni v določanje in vzdrževanje celične identitete bazalnih keratinocitov. Opravili smo nadaljnje poskuse za vsak potencialni faktor reprogramiranja in zmanjšali seznam na štiri dejavnike, ki bi mezenhimske celice spremenili v bazalne keratinocite in vitro v petrijevke. Ti keratinociti so potem tvorili vse celice, prisotne v novi zdravi koži.

Nato smo testirali moč teh štirih dejavnikov za zdravljenje razjed na koži na miših. Samo 18 dni po tem, ko smo nanesli topično raztopino, ki je vsebovala te štiri dejavnike neposredno na razjede, smo videli, da se je zgodilo zdravljenje. Ti štirje dejavniki so reprogramirali mezenhimske celice v rani v keratinocite, ki so nato prerasle v številne vrste celic, ki tvorijo zdravo kožo, zapirajo in zdravijo bolečino. Te celice so še naprej rasle in se pridružile okoliški koži, tudi pri velikih razjedah. Ko smo tri mesece in šest mesecev pozneje pregledali miši, smo videli, da so na novo nastale celice delovale kot zdrava koža. Koža glodalcev se zdravi drugače kot človeška koža, tako da ni bilo vidnega brazgotinskega tkiva, čeprav bi moralo biti tam.

Nadaljnje delo je potrebno za zagotovitev varnosti tega pristopa, zlasti v daljšem obdobju, toda kot začetni preizkus koncepta so rezultati zelo obetavni.

Smo optimistični, da je naš pristop začetni dokaz načela za in vivo regeneracijo celotnega tridimenzionalnega tkiva, kot je koža, ne samo posameznih tipov celic. Poleg celjenja ran je lahko naš pristop koristen za odpravljanje poškodb kože, preprečevanje staranja in pomoč pri boljšem razumevanju kožnega raka.

Ta članek je bil prvotno objavljen na The Conversation, ki ga je napisal Juan Carlos Izpisua Belmonte. Preberite izvirni članek tukaj.