Хирургические операции, несчастные случаи, неосторожное бритье — все это приводит к образованию на коже шрамов. И далеко не все из них со временем рассасываются. Шрамы (или рубцы) образуются из соединительной ткани. Она состоит преимущественно из коллагена и не содержит жировых клеток, потовых желез и волосяных фолликулов, чувствительна к ультрафиолетовому излучению и может темнеть от холода.
Существуют различные методы избавления от шрамов: от народных, вроде обработки шрама медом, лимонным или луковым соком и различными маслами, до профессиональных. Шрам можно удалить хирургически, вырезав его и аккуратно срастив края раны или пересадив на его место здоровую кожу, либо удалить рубцовую ткань с помощью дермабразии — соскабливания кожи с помощью специальной щетки. Некоторые шрамы можно сделать менее заметными, введя под кожу жиры или коллаген.
Группа ученых из США нашла способ пресечь проблему в корне и вообще не допустить появления шрамов.
Об исследовании они рассказали в статье, опубликованной в журнале Science.
«Мы можем управлять процессом заживления раны так, чтобы происходила регенерация кожи, а не формирование шрама, — объясняет дерматолог Джордж Котсарелис, глава отделения дерматологии Пенсильванского университета. — Секрет в том, чтобы сначала регенерировались волосяные фолликулы. После этого в ответ на работу фолликулов регенерирует подкожно-жировой слой».
При поверхностных повреждениях кожи образуются адипоциты — клетки жировой ткани. Благодаря им порезы и царапины срастаются, не оставляя никаких следов. Но при более серьезных повреждениях в дело вступают миофибробласты. Они стягивают края раны, но образовавшийся рубец не содержит жировых клеток, из-за чего не рассасывается. Похожим образом ведет себя стареющая кожа: с возрастом адипоцитов становится меньше, что приводит к изменению цвета кожи и появлению глубоких морщин.
Но, как выяснили ученые,
миофибробласты можно превратить в адипоциты, а значит, зарубцевавшуюся ткань — в регенерировавшуюся кожу.
Ранее считалось, что такое возможно только у рыб и амфибий.
«Эти открытия показывают, что у нас есть возможность повлиять на заживление раны и вызвать регенерацию кожи вместо образования шрама», — отмечает Максим Пликус из Калифорнийского университета в Ирвайне.
Предыдущие исследования показали, что жировые клетки и волосяные фолликулы образуются в регенерирующей коже раздельно, но не независимо друг от друга. Кроме того, волосяные фолликулы всегда развиваются первыми.
Предположив, что рост фолликулов, видимо, влияет на образование жировых клеток в регенерирующей коже, исследователи решили вызвать рост фолликулов в формирующемся шраме у специально выведенных трансгенных мышей и на выращенных в лаборатории образцах человеческой кожи. Оказалось, что
фолликулы запускают выработку сигнальных костных морфогенетических белков — факторов роста, использующихся в регенерационной медицине.
Эти белки также способствуют превращению миофибробластов в адипоциты.
Если вызвать рост волосяных фолликулов во время заживления раны, по окончании заживления образовавшаяся кожа будет неотличима от той, что была ранее.
«Считалось, что миофибробласты нельзя превратить в другие типы клеток, — рассказывает Котсарелис. — Но наша работа показывает, что мы можем влиять на эти клетки и они способны эффективно и стабильно превращаться в адипоциты».
Хотя пока работа носит экспериментальный характер и требует проверки на живых людях, ученым удалось выяснить, что миофибробласты можно превращать в адипоциты — ранее это считалось невозможным для млекопитающих. Если при испытаниях на людях результаты подтвердятся, это может привести к появлению принципиально новых методов лечения ран.
Увеличение количества жировых клеток в тканях может найти и другое применение. Так, потеря адипоцитов является неотъемлемым спутником терапии при ВИЧ, и пока что не существует эффективного способа с этим бороться. Кроме того,
увеличение количества адипоцитов способно избавить от морщин, с которыми нельзя справиться с помощью существующих косметологических методов.
«Наши открытия потенциально подталкивают нас к регенерации адипоцитов в коже с морщинами, что может привести нас к принципиально новым методам борьбы со старением», — отмечает Котсарелис. Далее он собирается сконцентрироваться на изучении механизмов, которые обеспечивают регенерацию кожи, особенно благодаря регенерации волосяных фолликулов.
Пликус же займется другими аспектами перепрограммирования клеток в ранах кожи. Исследователи изучат роль других сигнальных белков и займутся дальнейшими опытами на человеческих клетках и рубцовых тканях.