Newswise — В новом исследовании с участием трех добровольцев шрамы на коже стали вести себя больше как неповрежденная кожа после того, как их пересадили с помощью трансплантации волосяных фолликулов. В рубцовой коже появились новые клетки и кровеносные сосуды, ремоделированный коллаген для восстановления здоровых структур и даже экспрессированные гены, обнаруженные в здоровой коже без рубцов.
Полученные результаты могут привести к более эффективному лечению рубцов как на коже, так и внутри тела, что дает надежду пациентам с обширными рубцами, которые могут нарушать функцию органов и вызывать инвалидность.
Ведущий автор, доктор Клэр Хиггинс из Департамента биоинженерии Imperial, сказала: «После рубцевания кожа никогда не восстанавливает свои функции, существовавшие до ранения, и до сих пор все попытки реконструировать рубцы не приносили результатов. Наши результаты закладывают основу для новых захватывающих методов лечения, которые могут омолаживать даже застарелые рубцы и восстанавливать функцию здоровой кожи».
Исследование опубликовано сегодня в Природная регенеративная медицина.
Надежда в волосах
В рубцовой ткани кожи отсутствуют волосы, потовые железы, кровеносные сосуды и нервы, которые жизненно важны для регулирования температуры тела и обнаружения боли и других ощущений. Рубцевание также может мешать движению, а также потенциально вызывать дискомфорт и эмоциональные расстройства.
По сравнению с рубцовой тканью, здоровая кожа постоянно ремоделируется волосяным фолликулом. Волосатая кожа заживает быстрее и оставляет меньше шрамов, чем неволосистая кожа, а ранее было показано, что пересадка волос способствует заживлению ран. Вдохновленные этим, исследователи выдвинули гипотезу о том, что пересадка растущих волосяных фолликулов в рубцовую ткань может вызвать ремоделирование рубцов.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи Imperial работали с доктором Франсиско Хименесом, ведущим хирургом по пересадке волос в клинике Mediteknia и доцентом-исследователем Университета Фернандо Пессоа Канариас на Гран-Канарии, Испания. Они пересадили волосяные фолликулы в зрелые рубцы на коже головы трех участников в 2017 году. Исследователи выбрали наиболее распространенный тип рубцов, называемых нормотрофическими рубцами, которые обычно образуются после операции.
Они взяли и сфотографировали под микроскопом биопсии рубцов толщиной 3 мм непосредственно перед трансплантацией, а затем еще раз через два, четыре и шесть месяцев после нее.
Исследователи обнаружили, что фолликулы вызвали глубокие архитектурные и генетические сдвиги в рубцах в сторону профиля здоровой, неповрежденной кожи.
Доктор Хименес сказал: «Около 100 миллионов человек в год получают шрамы только в странах с высоким уровнем дохода, в основном в результате операций. Глобальная частота рубцов значительно выше и включает обширные рубцы, образующиеся после ожоговых и травматических повреждений. Наша работа открывает новые возможности для лечения шрамов и может даже изменить наш подход к их предотвращению».
Архитекторы кожи
После трансплантации фолликулы продолжали производить волосы и индуцировали восстановление по всем слоям кожи.
Рубцевание приводит к истончению внешнего слоя кожи — эпидермиса, что делает его уязвимым для слез. Через шесть месяцев после трансплантации эпидермис удвоился в толщине наряду с усилением роста клеток, в результате чего его толщина стала примерно такой же, как у неповрежденной кожи.
Следующий слой кожи, дерма, населен соединительной тканью, кровеносными сосудами, потовыми железами, нервами и волосяными фолликулами. Созревание рубца оставляет дерму с меньшим количеством клеток и кровеносных сосудов, но после трансплантации количество клеток удвоилось через шесть месяцев, а количество сосудов достигло почти уровня здоровой кожи к четырем месяцам. Это продемонстрировало, что фолликулы стимулировали рост новых клеток и кровеносных сосудов в рубцах, которые не могут сделать это без посторонней помощи.
Рубцевание также увеличивает плотность коллагеновых волокон — основного структурного белка кожи — что заставляет их выравниваться таким образом, что рубцовая ткань становится более жесткой, чем здоровая ткань. Пересадка волос уменьшила плотность волокон, что позволило им сформировать более здоровый рисунок «плетения корзины», что уменьшило жесткость — ключевой фактор слез и дискомфорта.
Авторы также обнаружили, что после трансплантации рубцы экспрессировали 719 генов иначе, чем раньше. Гены, которые способствуют росту клеток и кровеносных сосудов, экспрессировались больше, тогда как гены, которые способствуют процессам образования рубцов, экспрессировались меньше.
Многосторонний подход
Исследователи не уверены, как именно трансплантаты способствовали такому изменению. В их исследовании наличие волосяного фолликула в шраме было косметически приемлемым, поскольку шрамы были на коже головы. В настоящее время они работают над раскрытием основных механизмов, чтобы они могли разработать методы лечения, которые переделывают рубцовую ткань в здоровую кожу, не требуя трансплантации волосяного фолликула и роста волосяного волокна. Затем они могут проверить свои результаты на неволосистой коже или на таких органах, как сердце, которое может страдать от рубцевания после сердечных приступов, и печень, которая может страдать от рубцевания из-за жировой болезни печени и цирроза.
Доктор Хиггинс сказал: «Эта работа имеет очевидное применение для восстановления доверия людей, но наш подход выходит за рамки косметического, поскольку рубцовая ткань может вызывать проблемы во всех наших органах.
«В то время как текущие методы лечения шрамов, такие как факторы роста, сосредоточены на отдельных факторах, способствующих образованию рубцов, наш новый подход касается нескольких аспектов, поскольку волосяной фолликул, вероятно, доставляет сразу несколько факторов роста, которые реконструируют рубцовую ткань. Это дает дополнительную поддержку использованию таких методов лечения, как трансплантация волос, которые изменяют саму архитектуру и генетическое выражение рубцов для восстановления функции».
Эта работа финансировалась Советом по медицинским исследованиям и Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам (часть UKRI).
