Ovaj pristup koji se temelji na matičnim stanicama regenerira rane u zdravu kožu

Osobe s teškim opeklinama, preležama ili kroničnim bolestima kao što je dijabetes ugrožene su za razvoj rana poznatih kao čirevi na koži, koji se mogu proširiti kroz više slojeva kože.

Osim što su izuzetno bolne, te rane mogu dovesti do ozbiljnih, ponekad smrtonosnih, infekcija ili amputacija. Obično se ti ulkusi tretiraju kirurškim presađivanjem postojeće kože kako bi se pokrila rana. Međutim, kada je čir posebno velik, to može biti izazov da se koža dovoljno razmnoži. U takvim slučajevima, istraživači mogu izolirati matične stanice kože od pacijenta, uzgojiti ih u laboratoriju i presaditi ih natrag u pacijenta. No, postupak je dugotrajan, rizičan za pacijenta, a ne nužno učinkovit.

Samo dramatično povećanje stope dijabetesa samo naglašava hitnu potrebu za razvojem novih, učinkovitih metoda za liječenje čireva na koži.

Moj laboratorij na Institutu Salk usredotočen je na razvoj pristupa koji se temelje na matičnim stanicama i „reprogramiraju“ stanice iz jednog tipa u drugi u svrhu regenerativne medicine.

U izvješću u časopisu Priroda, opisujemo novu tehniku ​​za izravno pretvaranje stanica koje su prirodno prisutne u otvorenoj rani u nove stanice kože reprogramiranjem ranjenih stanica u stanje slično matičnim stanicama, u kojem se stanice vraćaju na ranije, fleksibilnije stanje iz kojeg mogu razvijaju se u različite tipove stanica.

Postdoktorski znanstveni suradnik u mom laboratoriju, Masakazu Kurita, koji ima iskustva u plastičnoj kirurgiji, znao je da je kritični korak u zacjeljivanju rana migracija stanica sličnih matičnim stanicama koje se nazivaju bazalni keratinociti - iz obližnje, neoštećene kože - u rane.

Bazalni keratinociti su prekursori mnogih različitih tipova stanica kože. Ali velike, teške rane kao što su kožni ulkusi više nemaju bazalne keratinocite. Štoviše, kako se ove rane zacjeljuju, stanice koje se razmnožavaju u području - poznate kao mezenhimske stanice - prvenstveno su uključene u zatvaranje rane i upale, ali ne mogu obnoviti zdravu kožu.

Željeli smo pretvoriti ove mezenhimske stanice u bazalne keratinocite, a da ih nikada ne izvadimo iz tijela.

Da bismo to učinili, uspoređivali smo razine različitih proteina unutar dvaju tipova stanica - mezenhimskih stanica i keratinocita - kako bismo otkrili što ih izdvaja i otkrili što bismo trebali promijeniti kako bismo reprogramirali jedan tip stanice u drugi.

Identificirali smo 55 proteina, koje nazivamo "faktorima reprogramiranja", koji su potencijalno uključeni u određivanje i održavanje staničnog identiteta bazalnih keratinocita. Proveli smo daljnje eksperimente na svakom potencijalnom faktoru reprogramiranja i suzili popis na četiri faktora koji bi transformirali mezenhimske stanice u bazalne keratinocite in vitro u petrijeve zdjelice. Ti keratinociti su tada formirali sve stanice prisutne u zdravoj novoj koži.

Zatim smo testirali snagu ovih četiriju čimbenika kako bismo liječili ulceracije kože na miševima. Samo 18 dana nakon što smo primijenili topikalnu otopinu koja je sadržavala ova četiri čimbenika izravno na čireve, vidjeli smo kako se događa liječenje. Ova četiri faktora reprogramirala su mezenhimske stanice u rani u keratinocite koji su tada prerasli u mnoge vrste stanica koje čine zdravu kožu, zatvarajući i iscjeljujući bol. Te su stanice i dalje rasle i pridružile se okolnoj koži, čak i kod velikih čireva. Kada smo tri mjeseca i šest mjeseci kasnije pregledali miševe, vidjeli smo da su nove stanice funkcionirale kao zdrava koža. Koža glodavaca zacjeljuje drugačije od ljudske kože, tako da nije bilo vidljivog ožiljnog tkiva, iako je trebalo biti tamo.

Potreban je daljnji rad kako bi se osigurao sigurnost ovog pristupa, osobito tijekom mnogo dugoročnijeg razdoblja, ali kao početni test koncepta, rezultati su vrlo obećavajući.

Optimisti smo da je naš pristup početni dokaz principa in vivo regeneracije čitavog trodimenzionalnog tkiva, poput kože, a ne samo pojedinačnih tipova stanica. Osim zacjeljivanja rana, naš pristup može biti koristan za popravak oštećenja kože, suzbijanje učinaka starenja i pomaže nam da bolje razumijemo rak kože.

Ovaj je članak izvorno objavljen na razgovoru Juan Carlosa Izpisua Belmontea. Pročitajte izvorni članak ovdje.