Šī pieeja, kas balstīta uz cilmes šūnām, atjaunos brūces veselīgai ādai

Cilvēkiem ar smagiem apdegumiem, gļotām vai hroniskām slimībām, piemēram, diabētu, ir risks saslimt ar brūcēm, kas pazīstamas kā ādas čūlas, kas var izvērsties caur vairākiem ādas slāņiem.

Neatkarīgi no tā, ka šīs brūces ir ļoti sāpīgas, tās var izraisīt nopietnas, dažreiz nāvējošas infekcijas vai amputācijas. Parasti šīs čūlas tiek ārstētas, ķirurģiski pārstādot esošo ādu, lai aptvertu brūces. Tomēr, ja čūla ir īpaši liela, tas var būt grūti transplantēt pietiekami daudz ādas. Šādos gadījumos pētnieki var izolēt ādas cilmes šūnas no pacienta, audzēt tos laboratorijā un pārstādīt tos atpakaļ pacientam. Taču procedūra ir laikietilpīga, riskanta pacientam un ne vienmēr ir efektīva.

Spēcīgi pieaugošais cukura diabēta rādītājs tikai norāda uz steidzamu nepieciešamību izstrādāt jaunas, efektīvas metodes ādas čūlu ārstēšanai.

Mana laboratorija Salk institūtā koncentrējas uz cilmes šūnu pieeju izstrādi, lai atjaunotu šūnas no viena veida uz otru reģeneratīvās medicīnas vajadzībām.

Ziņojumā žurnālā Daba, mēs aprakstām jaunu metodi, lai tieši pārvērstu atvērtā brūces dabiski esošās šūnas jaunās ādas šūnās, pārplānojot ievainotās šūnas ar cilmes šūnu līdzīgu stāvokli, kurā šūnas atgriežas pie agrāka, elastīgāka stāvokļa, no kura tās var veidojas dažādos šūnu veidos.

Pēcdoktorantūras pētniece manā laboratorijā Masakazu Kurita, kurai ir fona plastiskā ķirurģija, zināja, ka būtisks solis brūču dziedēšanā bija cilmes šūnu līdzīgu šūnu migrācija, ko sauc par bazālo keratinocītu - no tuvumā esošās, nebojātas ādas - uz brūcēm.

Bazālie keratinocīti ir daudzu dažādu ādas šūnu prekursori. Bet lielām, smagām brūcēm, piemēram, ādas čūlas, vairs nav nekādu bazālo keratinocītu. Turklāt, tā kā šīs brūces dziedē, šūnas, kas vairojas šajā jomā - pazīstamas kā mezenhimālās šūnas, galvenokārt ir iesaistītas brūces un iekaisuma slēgšanā, bet tās nevar atjaunot veselīgu ādu.

Mēs vēlējāmies šos mezenhīmas šūnas pārvērst par bazāliem keratinocītiem, nekad neņemot tos no ķermeņa.

Lai to izdarītu, mēs salīdzinājām dažādu proteīnu līmeni abos šūnu veidos - mezenhīmajās šūnās un keratinocītos -, lai noskaidrotu, kas tos atšķir, un uzzināt, kas mums būtu jāmaina, lai pārplānotu vienu šūnu tipu otrā.

Mēs noteicām 55 proteīnus, kurus mēs saucam par „pārprogrammēšanas faktoriem”, kas ir potenciāli iesaistīti bazālo keratinocītu šūnu identitātes noteikšanā un uzturēšanā. Mēs veicām turpmākus eksperimentus par katru iespējamo pārplānošanas faktoru un sašaurinājām sarakstu līdz četriem faktoriem, kas pārveidotu mezenhimālās šūnas par bazāliem keratinocītiem in vitro Petri trauciņos. Pēc tam šie keratinocīti veidoja visas veselās jaunās ādas šūnas.

Pēc tam mēs pārbaudījām šo četru faktoru spēku, lai ārstētu peles čūlas. Tikai 18 dienas pēc tam, kad mēs ieviesām aktuālu risinājumu, kas satur šos četrus faktorus, tieši čūlas, mēs redzējām dzīšanu. Šie četri faktori pārplānoja brūces mezenhīmas šūnas keratinocītos, kas pēc tam kļuva par daudziem šūnu veidiem, kas veido veselīgu ādu, aizver un dziedina sāpes. Šīs šūnas turpināja augt un pievienoties apkārtējai ādai, pat lielās čūlas. Kad mēs pārbaudījām peles trīs mēnešus un sešus mēnešus, mēs redzējām, ka jaunizveidotās šūnas darbojas kā veselīga āda. Grauzēju āda dziedē atšķirīgi no cilvēka ādas, tāpēc nebija redzamu rētas audu, lai gan tam bija jābūt.

Jāturpina darbs, lai nodrošinātu šīs pieejas drošību, jo īpaši daudz ilgākā termiņā, bet kā sākotnējā koncepcijas pārbaude rezultāti ir ļoti daudzsološi.

Mēs esam optimistiski, ka mūsu pieeja ir sākotnējais principa pierādījums visa trīsdimensiju audu, piemēram, ādas, ne tikai atsevišķu šūnu tipu, atjaunošanai in vivo. Papildus brūču dzīšana, mūsu pieeja varētu būt noderīga ādas bojājumu novēršanai, novecošanas seku novēršanai un palīdzot labāk izprast ādas vēzi.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Juan Carlos Izpisua Belmonte sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.