Регенерация клеток может быть открыта в ближайшем будущем
Ученые из Университета штата Вашингтон (Washington State University, WSU) выявили генетический механизм, который позволяет коже взрослого человека восстанавливаться, точно также, как кожа новорождённого ребенка. Это открытие имеет значение для лечения кожных ран, а также для предотвращения процессов старения кожи.
В исследовании, опубликованном в журнале eLife от 29 сентября 2020, ученые обнаружили механизм, выполняющий роль молекулярного «выключателя» в коже мышей. Он контролирует формирование волосяных фолликул по мере их развития в течение первой недели жизни организма. Этот «выключатель» в основном выключается после образования кожи и остается выключенным в тканях взрослого человека всю оставшуюся жизнь. Когда же он был активирован в специальных клетках у взрослых мышей, их кожа смогла заживлять раны без образования рубцов. Восстановленная кожа даже имела мех и могла вызывать мурашки – чего не происходит на шрамах взрослых особей.
Ученым удалось воспользоваться врожденной способностью молодой кожи к регенерации и передать эту способность старой коже, показав, тем самым что регенерация возможна и у взрослых особей.
У млекопитающих, по сравнению с другими организмами, такими как саламандры, регенерация отсутствует. С помощью регенерации саламандры могут отращивать конечности и восстанавливать кожу. Исследование WSU предполагает, что секрет восстановления кожи человека можно открыть, изучив развитие человека на ранних стадиях.
Пока же регенерация изучается на других видах животных, но вскоре это можно будет сделать и на человеке.
Ученые использовали новую технику, которая называется секвенированием одноклеточной РНК для сравнения генов и клеток во взрослой коже и в коже эмбрионов. При изучении кожи они обнаружили следующий момент: белки могут связываться с ДНК и влиять на включение или выключение генов. Выявленный исследователями механизм назвали Lef1. Он был связан с папиллярными фибробластами, которые развивают клетки в сосочковом слое дермы, слое кожи чуть ниже поверхности. Эти фибробласты придают коже ее упругость и молодой вид.
Когда исследователи WSU активировали механизм Lef1 в специальных отделах кожи взрослых мышей, то это повысило способность кожи заживлять раны с уменьшением рубцевания. Параллельно с этим был отмечен рост новых волосяных фолликул, которые вызывают мурашки по коже.
Профессору Дрискеллу из Вашингтонского Университета впервые пришла в голову идея взглянуть на ранние стадии жизни млекопитающих на предмет способности восстанавливать кожу после изучения работы доктора Майкла Лонгакера из Стэнфордского университета. Выполняя экстренную операцию по спасению жизни в утробе матери, Лонгакер и его коллеги заметили, что, когда эти дети родились, у них не было шрамов от операции.
По словам Дрискелла, еще предстоит проделать большую работу, прежде чем это открытие может быть применено к коже человека и получить распространение в медицине, но это фундаментальный прогресс. При поддержке Национального института здоровья исследовательская группа ученых Вашингтонского университета продолжит свою работу, чтобы понять, как Lef1 и другие механизмы влияют на восстановление кожи. Параллельно лаборатория профессора Дрискелла создала открытый интернет-ресурс с данными о последовательности РНК, которые другие ученые могут получить на сайте skinregeneration.org.