Исследователи из Центра исследований динамики биосистем RIKEN в Японии обнаружили рецепт непрерывной циклической регенерации культивируемых волосяных фолликулов из стволовых клеток волосяных фолликулов.
В последние годы ученые производят фурор, разрабатывая способы выращивания в лабораториях различных полезных предметов, от мяса и алмазов до сетчатки глаза и других органоидов. В Центре исследований динамики биосистем RIKEN в Японии команда под руководством Такаши Цудзи работает над способами восстановления потерянных волос из стволовых клеток. На важном этапе новое исследование определяет популяцию стволовых клеток волосяных фолликулов в коже и дает рецепт для нормальной циклической регенерации в лаборатории.
Исследователи взяли клетки шерсти и усов у мышей и культивировали их в лаборатории с другими биологическими ингредиентами.Они использовали 220 комбинаций ингредиентов и обнаружили, что сочетание одного типа коллагена с пятью факторами – средой NFFSE – привело к наивысшей скорости амплификации стволовых клеток за кратчайший период времени.
Рост волос у млекопитающих – это непрерывный циклический процесс, при котором волосы растут, выпадают и снова отрастают. Рост происходит в фазе анагена, а волосы выпадают в фазе телогена. Таким образом, успешная процедура по регенерации волос должна производить волосы, которые перерабатываются. Чтобы проверить, производят ли стволовые клетки, культивируемые в среде NFFSE, циклические волосы, исследователи поместили биоинженерные стволовые клетки волосяных фолликулов в среду NFFSE или в среду, в которой отсутствует один из ингредиентов, и наблюдали за регенерированными волосами в течение нескольких недель. Они обнаружили, что 81% волосяных фолликулов, образовавшихся в среде NFFSE, прошли как минимум три цикла роста волос и дали нормальные волосы. Напротив, 79% фолликулов, выращенных в другой среде, производили только один цикл роста волос.
Зная, что обновление стволовых клеток может зависеть от того, что прикреплено к клеткам снаружи, исследователи затем искали маркеры на поверхности клеток, культивируемых в среде NFFSE. В дополнение к ожидаемым маркерам CD34 и CD49f, они обнаружили, что лучший цикл волос связан с добавлением Itgβ5. «Мы обнаружили, что почти 80% фолликулов достигли трех циклов роста волос, когда Itgβ5 был также биоинженерии в зародыше волосяного фолликула», – объясняет первый автор Макото Такео. “Напротив, только 13% достигли трех циклов, когда его не было.”Анализ показал, что эти важные клетки естественным образом расположены в верхней части выпуклости волосяного фолликула.
«Наша система культивирования устанавливает метод циклической регенерации волосяных фолликулов из стволовых клеток волосяных фолликулов, – говорит Цуджи, – и поможет сделать терапию регенерации волосяных фолликулов реальностью в ближайшем будущем.«Поскольку доклинические испытания на безопасность животных с использованием этих культивированных клеток были завершены в 2019 году, следующим шагом в этом процессе станут клинические испытания.
«RIKEN – это прежде всего институт, который занимается фундаментальными исследованиями», – объясняет Цуджи. “А для клинических испытаний обычно требуются сторонние сотрудники. Поэтому мы ищем компанию-партнера, которая поможет в разработке клинических приложений, и приветствуем пожертвования на продвижение НИОКР.”
Статья «Расширение и характеристика эпителиальных стволовых клеток с потенциалом циклической регенерации волос» была опубликована в Scientific Reports .