Тъканното инженерство на кожата е дошло дълъг път през последните години, но се бори да прогресира от нарастващите прости 2D листа тъканни клетки до регенериране на функциониращ, сложен 3D орган, пълен с космени фоликули, жлези и връзки с други органи.
Сега, ново изследване – от изследователи в Япония и публикувано в списанието – изглежда е направило значителна крачка напред в областта на кожата биоинженерство и регенеративна медицина.
Кожата е сложен орган, който изпълнява редица функции. Той е водоустойчив, осигурява възглавнички, предпазва дълбоките тъкани, отделя отпадъците и регулира топлината. За да се случи това, редица системи трябва да работят заедно в сложна 3D архитектура на тъканите.
Ръководителят на изследването д-р Takashi Tsuji, който оглавява лабораторията за регенериране на органи в Центъра за развитие на биологията в Robe (КББ) в Кобе, казва:
"Досега изкуственото развитие на кожата е затруднено от факта, че на кожата липсват важните органи, като космените фоликули и екзокринните жлези, които позволяват на кожата да играе важна роля в регулирането".
В своята статия изследователите описват как са направили стволови клетки от миши клетъчни клетки и са ги използвали, за да израстват в лабораторията сложна кожна тъкан – пълна с космени фоликули и мастните жлези.
Маслените жлези отделят мазни вещества, които спомагат за поддържане на кожата мека, гладка и водонепроницаема. Заедно с космените фоликули те образуват важна част от "космическия организъм" – слой от сложна тъкан между външната и вътрешната кожа.
В напълно функциониращата кожа кожната система се свързва с други органи, като нервите и мускулните влакна.
Изследователите са имплантирали 3D жизнените клетки, произведени в стволови клетки, в живи мишки и показват, че те са формирали тези връзки.
Те вярват, че тяхното изследване е важна стъпка към създаването на функционални трансплантации на кожа за жертви на изгаряне и други пациенти, които се нуждаят от нова кожа.
Имплантите се развиха като нормална кожа
За изследването екипът използва химикали, за да направи клетките на дъвката на мишката да се превърнат в състояние, подобно на стволови клетки. Подобно на ембрионалните стволови клетки, тези така наречени индуцирани клетки на плурипотентен ствол (iPS) имат потенциала да се диференцират в почти всеки друг тип клетка в тялото.
Когато те се развиват в култура, изследователите откриват, че клетките на iPS се развиват правилно в това, което е известно като ембрионално тяло (ЕБ) – 3D купчина клетки, които носят някои прилики с развиващия се ембрион.
Изследователите са имплантирали ЕБ в мишки с умишлено отслабена имунна система. ЕБ постепенно се диференцират в сложна кожна тъкан – по същия начин, както в развиващия се ембрион.
След като тъканите са се диференцирали, екипът ги изваждал от първата група мишки и ги трансплантирал в кожната тъкан на друга група мишки. Тези имплантати се развиват нормално като тъкан на окото.
Изследователите също така установили, че тъй като имплантираната тъкан се е развила в тъканта, тя прави нормални връзки с околните нервни и мускулни тъкани, позволявайки тя да функционира нормално.
Авторите отбелязват, че ключова характеристика на техния успех е използването на сигнализация Wnt10b. Този път е добре известен да участва в контрола на стволовите клетки, развиващи се в мастна тъкан, кост, кожа и други органи. Те отбелязват, че сигнализирането на Wnt10b води до по-голям брой космени фоликули, което прави инженерната тъкан по-скоро като нормална кожа.
Доктор Цужи заключава:
"Ние идваме все по-близо до мечтата да можем да пресъздадем действителните органи в лабораторията за трансплантация и да вярваме, че тъканта, произведена чрез този метод, може да се използва като алтернатива на тестването на химикали на животни".
Междувременно наскоро научих за друга значима стъпка напред в регенеративната медицина под формата на китайско проучване, при което децата се регенерират с нови очни лещи след операция на катаракта, която премахна болните лещи, но остави капсулите на лещите и стволовите клетки непокътнати.
