Jak zlepšit růst vlasů pomocí buněčných technologií
Vědci publikovali v odborném časopise Aging Cell výzkum, který ukazuje, jak zvýšit schopnost kmenových buněk a organoidů podporovat růst vlasů prostřednictvím omezení buněčného stárnutí (senescence). Výsledky nabízejí nový pohled na to, jak by mohly být senolytika, látky odstraňující stárnoucí buňky, klíčem k efektivní regeneraci vlasů.
Výzva k využití kmenových buněk pro růst vlasů
Snaha obnovit růst vlasových folikulů pomocí dermálních papilárních buněk (DPs) má již bohatou historii. Tyto buňky, které se nacházejí uvnitř vlasových folikulů, jsou klíčové pro růst vlasů. Přesto se ukázalo, že jejich využití v praxi není jednoduché. Mimo prostředí aktivního vlasového folikulu rychle ztrácejí svou funkci a jejich schopnost růst vlasy postupně klesá.
Dalším problémem je ztráta jejich účinnosti při opakovaném kultivování. Zatímco u myší tyto buňky fungují lépe i po více průchodech laboratorním kultivačním procesem, u lidských buněk účinnost rychle klesá. Bylo sice vyzkoušeno několik metod, jako použití speciálních růstových médií nebo implantace buněk do podpůrné matrice, ale tyto postupy byly úspěšné pouze na buňkách v raných stádiích kultivace.
Výzkumníci přišli na to, že jednou z hlavních příčin tohoto poklesu je buněčné stárnutí. Stárnoucí buňky produkují specifické zánětlivé látky (SASP), které snižují jejich schopnost podporovat růst vlasů. U živých organismů jsou tyto buňky přirozeně odstraňovány imunitním systémem, ale v laboratorních podmínkách tato očista chybí.
Proč buňky rychle stárnou v kultuře?
Vědci nejprve izolovali a kultivovali dermální papilární buňky (DPs) a fibroblasty (DFs) od stejného dárce. Zjistili, že DPs stárnou mnohem rychleji než DFs, což bylo potvrzeno biomarkery jako SA-β-Gal a zvýšenou produkcí proteinů p16 a p21. Tyto stárnoucí buňky začaly produkovat vyšší hladiny zánětlivých faktorů, jako jsou IL-6 a IL-8, což dále negativně ovlivnilo okolní buňky.
RNA analýza potvrdila, že u stárnoucích buněk dochází k výrazné aktivaci signálů spojených se zánětlivými procesy. Výsledkem bylo celkové oslabení schopnosti těchto buněk podporovat růst vlasů.
Senolytika jako možné řešení
Senolytika jsou látky, které dokáží cíleně odstraňovat stárnoucí buňky. Ačkoliv jejich použití u živých organismů není zcela bez rizik, v laboratorních podmínkách tyto obavy odpadají. V rámci výzkumu aplikovali vědci kombinaci senolytik – dasatinib a quercetin – na DPs ve třetím stádiu kultivace. Tato kombinace úspěšně odstranila stárnoucí buňky, což vedlo ke snížení hladin SASP a odstranění jejich negativního vlivu.
Zajímavým objevem bylo, že mnoho zbývajících buněk přešlo do tzv. klidového stavu (quiescence). Tyto buňky lze však znovu aktivovat a přimět je k růstu vlasů, což u stárnoucích buněk není možné.
Testování na modelech a budoucí výzkum
Po aplikaci senolytik vytvořili vědci shluky buněk obsahující lidské DPs a myší keratinocyty. Tyto shluky byly implantovány do kůže bezsrstých myší. Výsledky ukázaly, že buňky ošetřené senolytiky byly mnohem účinnější při růstu vlasů než kontrolní skupina bez senolytik. Nicméně, efektivita klesala u buněk, které byly v pokročilejších stádiích kultivace.
Podobné výsledky byly zaznamenány i při testování na lidské kůži. Buňky ošetřené senolytiky byly schopné vytvářet struktury vlasových folikulů, zatímco buňky z kontrolní skupiny nikoliv.
Závěr a další kroky
Ačkoliv výzkum zatím nepřinesl hotové řešení pro léčbu ztráty vlasů, naznačuje, že senolytika by mohla být klíčem k překonání zásadních problémů při regeneraci vlasů. Dalším krokem bude vývoj umělé lidské kůže, která by dokázala růst vlasy stejným způsobem jako kůže živých, zdravých lidí.
Zdroje
- Leirós, G. J. et al. (2014). Dermal papilla cells improve the wound healing process… Stem cells translational medicine.
- Ohyama, M. et al. (2012). Restoration of the intrinsic properties of human dermal papilla… Journal of Cell Science.
- Abreu, C. M. et al. (2021). Rescuing key native traits… Journal of Advanced Research.
- Liu, Z. et al. (2023). Microenvironmental reprogramming… Acta Biomaterialia.
- Shin, W. et al. (2020). Dysfunction of hair follicle mesenchymal progenitors… Developmental cell.
- Baar, M. P. et al. (2017). Targeted apoptosis of senescent cells… Cell.