Неожиданный механизм может стать альтернативой животным моделям для изучения обновления кожи
Механизмы обновления кожи до сих пор плохо изучены. Интерлейкин-38 (IL-38), белок, участвующий в регуляции воспалительных реакций, может стать прорывом.
Команда из Женевского университета (UNIGE) впервые наблюдала его в форме конденсатов в кератиноцитах — клетках эпидермиса. Присутствие IL-38 в этих агрегатах усиливается ближе к поверхности кожи, подверженной воздействию атмосферного кислорода. Этот процесс может быть связан с инициацией запрограммированной гибели кератиноцитов — естественного процесса в эпидермисе.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, может открыть новые перспективы для изучения человеческого эпидермиса и связанных с ним заболеваний.
Неожиданная роль
IL-38 — это небольшой белок-мессенджер, обеспечивающий коммуникацию между клетками. Он известен своей ролью в регуляции воспалительных реакций, а его присутствие в кератиноцитах ранее связывали с сохранением иммунного баланса кожи.
«В кератиноцитах in vivo мы обнаружили, что IL-38 образует конденсаты — специализированные белковые агрегаты с определёнными биохимическими функциями. Такое поведение для этого белка ранее известно не было», — рассказывает Габи Палмер-Лоренсо, ведущий автор исследования. Любопытно, что чем ближе кератиноциты находились к поверхности кожи, тем больше было количество IL-38 внутри этих конденсатов.
Реакция на окислительный стресс
Кровеносные сосуды заканчиваются в слое кожи под эпидермисом. Поэтому количество кислорода, доступного для кератиноцитов, ниже в базальных слоях эпидермиса по сравнению с верхними слоями, которые напрямую подвергаются воздействию окружающего воздуха.
Однако, хотя кислород и необходим для поддержания функций клеток, он также вызывает окислительный стресс, образуя свободные радикалы — реактивные молекулы, угрожающие клетке.
«Мы смогли показать, что окислительный стресс действительно вызывает конденсацию IL-38 в лабораторных условиях», — подтверждает Алехандро Диас-Баррейро, первый автор исследования.
«Наши результаты позволяют предположить, что по мере приближения к поверхности эпидермиса возрастающая концентрация кислорода способствует образованию белковых конденсатов, сигнализируя кератиноцитам, что они находятся в нужном месте для вступления в клеточную смерть», — добавляет Габи Палмер-Лоренсо.
Вклад в альтернативу животным моделям
Алехандро Диас-Баррейро уже работает над следующим этапом. «В модели, которую мы использовали ранее, эффекты окислительного стресса были искусственно вызваны в одном слое кератиноцитов, что отличается от реальной ситуации в коже. Поэтому мы разрабатываем новую экспериментальную систему для применения градиентов кислорода к реконструированному in vitro человеческому эпидермису».
«В этой модели только поверхность кожи будет подвергаться воздействию окружающего воздуха, в то время как другие слои будут защищены. Это позволит нам детально изучить влияние окислительного стресса на обновление эпидермиса».
Благодаря возможности более точного анализа человеческих клеток эта новая система станет альтернативой животным моделям, часто используемым для изучения биологии кожи и её заболеваний.