Основа за метод за трансформиране на клетки

Лекарите са намерили начин да манипулират рани, за да заздравеят като регенерирана кожа, а не белези. Методът включва трансформиране на най-често срещания тип клетки, открити в рани, в мастни клетки - нещо, което преди се смяташе за невъзможно при хората. Изследователите започнаха тази работа в Медицинското училище Perelman към Университета в Пенсилвания, което доведе до мащабно многогодишно проучване във връзка с лабораторията за развитие и регенеративна биология Plikus в Калифорнийския университет, Ървайн. Те публикуваха своите открития онлайн в списание Science в четвъртък, 5 януари 2017 г.

мазнини

Мастните клетки, наречени адипоцити, обикновено се намират в кожата, но се губят, когато раните зарастват като белези. Най-често срещаните клетки, открити при зарастващи рани, са миофибробластите, за които се смята, че образуват само белег. Белезната тъкан също няма свързани космени фоликули, което е друг фактор, който й придава необичаен външен вид от останалата част на кожата. Изследователите са използвали тези характеристики като основа за своята работа - промяна на вече наличните миофибробласти в мастни клетки, които не причиняват белези.

"По същество можем да манипулираме заздравяването на рани, така че да доведе до регенерация на кожата, а не до образуване на белези", каза д-р Джордж Коцарелис, председател на катедрата по дерматология и професор по дерматология в Милтън Бикслер Хартцел в Пен, и главният изследовател на проект. "Тайната е да се регенерират първо космените фоликули. След това мазнината ще се регенерира в отговор на сигналите от тези фоликули."

Проучването показа, че косата и мазнините се развиват отделно, но не независимо. Първо се образуват космените фоликули, а лабораторията Cotsarelis откри преди това фактори, необходими за тяхното формиране. Сега те са открили допълнителни фактори, действително произведени от регенериращия космен фоликул, за да преобразуват околните миофибробласти да се регенерират като мазнина, вместо да образуват белег. Тази мазнина няма да се образува без новите косми, но щом се получи, новите клетки не се различават от съществуващите мастни клетки, придавайки на зарасналата рана естествен вид, вместо да оставят белег. Докато изследваха въпроса какво изпраща сигнала от косата към мастните клетки, изследователите идентифицираха фактор, наречен костен морфогенетичен протеин (BMP). Той инструктира миофибробластите да станат дебели. Тази сигнализация е новаторска сама по себе си, тъй като променя това, което се знаеше преди това за миофибробластите.

"Обикновено миофибробластите се смятаха за неспособни да се превърнат в различен тип клетки", каза Коцарелис. "Но нашата работа показва, че имаме способността да влияем върху тези клетки и че те могат ефективно и стабилно да се превърнат в адипоцити." Това беше показано както в мишката, така и в човешките келоидни клетки, отглеждани в култура.

"Констатациите показват, че имаме възможност за рана да повлияем на тъканта да се регенерира, а не да се белези", казва д-р Максим Пликус, асистент по развитие и клетъчна биология в Калифорнийския университет, Ървайн. Plikus започва това изследване като постдокторант в лабораторията Cotsarelis в Пен и двете институции продължават да си сътрудничат.

Тези открития имат потенциал да бъдат революционни в областта на дерматологията. Първата и най-очевидна употреба би била разработването на терапия, която сигнализира на миофибробластите да се преобразуват в адипоцити - подпомагане на зарастването на рани без белези.

"Това е силно желателно от клинична гледна точка, но в момента това е неудовлетворена нужда", каза Коцарелис.

Но увеличаването на мастните клетки в тъканите може да бъде полезно и за нещо повече от рани. Загубата на адипоцити е често усложнение при други състояния, особено за лечение на ХИВ, и в момента няма ефективна стратегия за лечение. Клетките също се губят естествено поради процеса на стареене, особено в областта на лицето, което води до трайни, дълбоки бръчки, нещо, което лечението против стареене не може да коригира по козметично задоволителен начин.

"Нашите открития могат потенциално да ни подтикнат към нова стратегия за регенериране на адипоцити в набръчкана кожа, която може да ни доведе до чисто нови лечения против стареене", каза Коцарелис.

Лабораторията Cotsarelis сега се фокусира върху механизмите, които насърчават регенерацията на кожата, особено по отношение на регенерацията на космените фоликули.

Лабораторията Plikus се фокусира върху други аспекти на препрограмирането на клетките в кожни рани. Изследователите там изследват ролята на друга фабрика за сигнализиране извън BMP, както и провеждат по-нататъшни проучвания с използване на човешки клетки и човешка белезна тъкан.