Активация роста волос с помощью кожи

Восстановление потери волос — задача, которой занимаются не только косметологи. Предыдущие исследования выявили сигналы от кожи, которые помогают запустить новые фазы роста волос. Однако то, как разные типы клеток, находящиеся в коже, взаимодействуют для активации роста волос, оставалось загадкой для биологов. Новое исследование, опубликованное 23 декабря в журнале с открытым доступом PLOS Biology, раскрывает новый способ стимуляции роста волос.

Группа из Испанского национального центра онкологических исследований (CNIO) обнаружила неожиданную связь — между защитной системой организма и регенерацией кожи. Оказалось, что в этом участвуют макрофаги. Это клетки иммунной системы, которые отвечают за поглощение вторгающихся патогенов — процесс, называемый фагоцитозом. Авторы сообщают, что макрофаги индуцируют рост волос, окружая и активируя клетки кожи, обладающие регенеративной способностью, — стволовые клетки. Это открытие может повлиять на технологии с потенциальным применением в регенерации тканей, изучении старения и рака.

Авторы исследования — Мирна Перес-Морено и Донателло Кастельяна из Группы биологии эпителиальных клеток Программы биологии раковых клеток Фонда BBVA-CNIO, а также Ральф Паус, эксперт по иммунобиологии волос из университетов Манчестера и Мюнстера. «Мы обнаружили, что макрофаги, чья основная функция традиционно связывается с борьбой с инфекциями и заживлением ран, также участвуют в активации стволовых клеток волосяного фолликула в невоспаленной коже», — говорит Перес-Морено.

Эти выводы появились из наблюдения Перес-Морено во время работы над другим проектом. Интересно, что мыши, с которыми она работала, начали отращивать шерсть после получения противовоспалительных препаратов. Чтобы проверить, может ли тесное взаимодействие между стволовыми и иммунными клетками объяснить это наблюдение, лаборатория Перес-Морено начала тестировать различные типы клеток защитной системы организма на роль в росте волос. Они наблюдали, что когда клетки кожи находятся в состоянии покоя, часть макрофагов естественным образом умирает из-за нормального процесса, называемого апоптозом. Удивительно, но умирающие и выжившие клетки активировали соседние стволовые клетки, и волосы снова начинали расти.

Макрофаги секретируют ряд факторов, включая класс сигнальных молекул под названием Wnt. Важно, что когда исследователи обработали макрофаги препаратом-ингибитором Wnt, активация роста волос задерживалась — это продемонстрировало роль Wnt от макрофагов в стимулировании роста волос. Хотя это исследование проводилось на мышах, ученые полагают, что их открытие «может способствовать разработке новых стратегий лечения» для роста волос у людей.

Исследователи использовали крошечные капли, или липосомы, для доставки препарата, применявшегося в исследовании. Будущее использование липосом в качестве способа доставки лекарства к специфическим клеткам является многообещающим и может иметь дополнительные последствия для изучения нескольких патологий, говорит Донателло Кастельяна.

С более фундаментальной точки зрения, это исследование — попытка понять, как модификация микроокружения взрослых стволовых клеток кожи может регулировать их регенеративные способности. «Одна из современных задач в области стволовых клеток — регулировать активацию эндогенных пулов стволовых клеток в взрослых тканях, чтобы стимулировать регенерацию без необходимости трансплантации», — говорит Перес-Морено.

Благодаря этому исследованию теперь известно, что макрофаги играют ключевую роль в микроокружении стволовых клеток. «Наше исследование подчеркивает важность макрофагов как модуляторов в процессах регенерации кожи, выходящую за рамки их основной функции как фагоцитарных иммунных клеток», — говорят авторы в PLOS Biology.