Люди, страдающие сильными ожогами или обширными кожными повреждениями, часто остаются жить с сильными рубцами, обезображиванием и хронической стянутостью и зудом кожи. Это потому, что процессы заживления в организме эволюционировали, чтобы сосредоточиться на предотвращении инфекции путем быстрого заживления ран, а не на регенерации или восстановлении нормальной кожной ткани.
Новое исследование под руководством доктора. Джефф Бирнаски, Ph.D., совершил захватывающий шаг вперед в понимании того, как заживает кожа, что может привести к лекарственным препаратам, значительно улучшающим заживление ран. Исследование, опубликованное в научном журнале Cell Stem Cell, проводилось совместно с доктором. Сепидех Аббаси, доктор философии.D., Сартак Синха, доктор медицинских наук.D. кандидат и доктор. Элоди Лабит, Ph.D., Сотрудник докторантуры.
"Мы определили конкретную популяцию клеток-предшественников, которые находятся в дерме, глубокой соединительной ткани кожи. Клетки-предшественники уникальны тем, что они способны подвергаться клеточному делению и генерировать множество новых клеток для поддержания или восстановления тканей. После травмы эти дермальные предшественники активируются, размножаются и затем мигрируют в рану, где генерируют почти всю новую ткань, которая заполнит рану, как рубец, так и регенерированную ткань," говорит Бирнаски, профессор биологии стволовых клеток на факультете ветеринарной медицины Университета Калгари (UCVM) и председатель Общества по лечению ожогов Калгари по регенерации кожи и заживлению ран.
Интенсивное исследование Бирнаски, которое велось пять лет, предлагает новые знания о том, почему определенные клетки дермы способны регенерировать новую кожу, а не обезображивать рубцовую ткань. Используя передовые методы геномики для профилирования тысяч отдельных клеток в разное время после травмы, группа исследователей сравнила зоны формирования рубцов и регенерации внутри кожных ран.
"Примечательно, что мы обнаружили, что, хотя эти клетки происходят от одного и того же клеточного происхождения, разные микросреды в ране активируют совершенно разные наборы генов. Это означает, что сигналы, обнаруживаемые в «регенеративных зонах» раны, способствуют повторной активации генов, которые обычно задействованы во время развития кожи. Принимая во внимание, что в зонах формирования рубцов эти прорегенеративные программы отсутствуют или подавляются, а программы формирования рубцов преобладают."
Работая с этими результатами, исследователи затем показали, что можно изменить генетические программы, управляющие регенерацией кожи.
"Мы показали, что вы можете изменить среду раны с помощью лекарств или напрямую изменить генетику этих клеток-предшественников, и того и другого достаточно, чтобы изменить их поведение во время заживления ран. И это может иметь действительно впечатляющий эффект на заживление, включая регенерацию новых волосяных фолликулов, желез и жира в раненой коже," говорит Бирнаски.
Это исследование предлагает критическое понимание молекулярных сигналов, которые вызывают образование рубцов во время заживления ран, и определяет ряд генетических сигналов, которые способны преодолеть фиброз и способствовать истинной регенерации кожи взрослого человека.
"Это доказательство принципа действительно важно, потому что оно предполагает, что взрослые клетки, чувствительные к ране, действительно обладают скрытой регенеративной способностью, ее просто нужно разоблачить," говорит Бирнаски. "Теперь мы активно ищем дополнительные пути, которые могут быть задействованы. Мы надеемся разработать коктейль из лекарств, который мы могли бы безопасно вводить людям и животным, чтобы полностью предотвратить генетические программы, которые инициируют образование рубцов, чтобы значительно улучшить качество заживления кожи."