Группа обнаружила неожиданную связь – связь между защитной системой организма и регенерацией кожи. По словам авторов исследования, опубликованного сегодня в журнале PLOS Biology, клетки иммунной системы, называемые макрофагами – например, те, которые отвечают за поглощение вторгающихся патогенов, – также отвечают за активацию стволовых клеток кожи и вызывают рост волос.
Регенеративная способность стволовых клеток позволяет восполнять запасы кожи в течение всей жизни.
Но различные факторы могут снизить их регенеративные свойства или способствовать их неконтролируемому росту. Когда что-то идет не так, это может привести к старению и болезням, включая карциномы кожи. Открытие того, что макрофаги активируют стволовые клетки кожи, также может иметь дополнительные последствия, помимо возможности разработки терапевтических подходов к выпадению волос, но также может иметь отношение к исследованиям рака.
Авторами исследования являются Мирна Перес-Морено и Донателло Кастеллана из группы биологии эпителиальной клетки Программы биологии раковых клеток Фонда BBVA-CNIO, а также Ральф Паус, эксперт по иммунобиологии волос из Манчестерского и Мюнстерского университетов.
«Мы обнаружили, что макрофаги, клетки, основная функция которых традиционно приписывается борьбе с инфекциями и заживлению ран, также участвуют в активации стволовых клеток волосяных фолликулов в невоспаленной коже», – говорит Перес-Морено.
Исследователи не изучали связь между макрофагами и волосами ради развлечения. Эта работа появилась более четырех лет назад в результате наблюдения, сделанного Перес-Морено во время работы над другим исследовательским проектом.
Мыши, с которыми она работала в то время, получали противовоспалительные препараты, лечение, которое также возобновляло рост волос. Убежденные, что объяснение может заключаться в существовании тесной связи между стволовыми клетками и иммунными клетками, лаборатория Перес-Морено начала экспериментировать с различными типами клеток, участвующих в организме´система защиты.
После многих лет исследований они обнаружили, что, когда стволовые клетки бездействуют, часть макрофагов умирает из-за процесса, известного как апоптоз.
Это стимулировало секрецию факторов умирающими и живыми макрофагами, которые, в свою очередь, активировали стволовые клетки, и именно тогда волосы снова начали расти.
Воспроизведение естественного процесса
Макрофаги секретируют ряд факторов, включая класс белков под названием Wnt.
Исследователи продемонстрировали участие Wnt, происходящих из макрофагов, путем искусственного воспроизведения естественного процесса путем обработки макрофагов препаратом-ингибитором Wnt, инкапсулированным в липосомы.
Как и ожидалось, при применении этого препарата задерживалась активация роста волос.
Хотя это исследование было завершено на мышах, исследователи считают, что их открытие «может способствовать разработке новых стратегий лечения» роста волос у людей.
Возможность атаковать один тип клеток с целью повлиять на другой может иметь более широкое применение, выходящее за рамки «простого» роста волос. Кроме того, использование липосом в качестве способа доставки лекарств к конкретным клеткам – очень многообещающее направление экспериментов, которое может иметь значение для изучения нескольких патологий, – говорит Донателло Кастеллана.
С более фундаментальной точки зрения, это исследование представляет собой попытку понять, как изменение среды, окружающей стволовые клетки кожи взрослого человека, может регулировать их регенеративные способности. «Одна из текущих задач в области стволовых клеток – регулировать активацию пулов эндогенных стволовых клеток в тканях взрослого человека, чтобы способствовать регенерации без необходимости трансплантации», – говорит Перес-Морено.
Биохимический диалог
Теперь известно, что макрофаги являются ключевыми клетками, участвующими в биохимическом диалоге, который существует в окружающей среде, окружающей стволовые клетки.
«Наше исследование подчеркивает важность макрофагов как модуляторов в процессах регенерации кожи, выходящих за рамки их основной функции как фагоцитов [клеток иммунной системы]», – говорят авторы в PLoS Biology.
Исследователь´Следующая цель – охарактеризовать класс макрофагов, участвующих в активации стволовых клеток кожи, и их значение в регуляции стволовых клеток при патологических состояниях, включая карциномы кожи.
Как объясняет Перес-Морено, «макрофаги представляют собой очень разнообразную популяцию клеток.
Менее десяти лет назад ученые обнаружили, что помимо костного мозга, макрофаги происходят из желточного мешка во время беременности, и есть даже другие макрофаги, которые размножаются в тканях. Разнообразие источников происхождения макрофагов, резидентных в коже, до конца не изучено."