Пересадка волосяных фолликулов преобразует шрам в нормальную кожу
В эксперименте на людях показано, что волосяные фолликулы в фазе активного роста преобразуют окружающую кожу. При пересадке в зрелый рубец на скальпе они способствуют утолщению базального слоя, уплотнению дермы, росту новых сосудов и нормализации архитектуры коллагеновых волокон.
Credit: Plotczyk, M., et al., 2023; DOI: 10.1038/s41536-022-00270-3 | CC BY 4.0
Шрам на коже — это результат патологического ремоделирования ткани, происходящего во время заживления. Этот процесс может длиться месяцы и годы, но кожа на месте повреждения никогда не будет такой же, как интактная. Шрамы могут негативно сказываться на социальной жизни, поэтому ученые ищут способы предотвратить их формирование и простимулировать нормальное ремоделирование ткани. Ученые из Великобритании и Испании предложили пересаживать в зрелый шрам волосяные фолликулы.
Жизненный цикл роста волоса состоит из трех фаз: фаза активного роста (анаген), фаза регрессии (катаген), фаза покоя (телоген). Ранее было показано, что у мышей толщина эпидермиса, дермы и подкожной белой жировой ткани выше в тех зонах кожи, где находятся волосяные фолликулы в фазе активного роста. Кроме того, вокруг анагенных фолликулов образуются новые кровеносные сосуды, а в следующих фазах их количество снижается. Таким образом, цикл роста волос связан с постоянным преобразованием окружающей кожи. Авторы новой работы предположили, что волосяные фолликулы в фазе активного роста способны преобразовать шрам в нормальную кожу, и проверили предположение в пилотном клиническом исследовании.
Они работали с тремя мужчинами, перенесшими пересадку волос лоскутным способом. Этот способ предполагает забор полоски кожи с волосами (лоскут) с затылочной части головы, разделение ее на небольшие фрагменты и трансплантацию фрагментов туда, где это требуется. После такой процедуры на затылке остается рубец, который у некоторых пациентов расширяется со временем. В этом случае для маскировки безволосой области головы в зрелый рубец трансплантируют анагенные фолликулы, взятые с помощью малоинвазивного метода экстракции фолликулярных объединений. Пересадка волос у участников исследования происходила именно по такому сценарию.
Ученые взяли биопсийные образцы рубца до пересадки фолликулов и через 2, 4 и 6 месяцев после. За это время из фолликулов выросли волосы. Через два месяца после пересадки все фолликулы вошли в анаген. С помошью флуоресцентного окрашивания ученые показали, что в базальном слое эпителия постепенно увеличивается доля клеток, экспрессирующих маркер пролиферации Ki67 — к 6 месяцам она достигает 15%. Экспрессия коллагена IV типа на границе эпидермиса и дермы изменялось волнообразно с пиками через 2 и 6 месяцев. Также волнообразно изменялась толщина базальной мембраны с общей тенденцией к увеличению.
Для рубца характерна сниженная плотность клеток в дерме — последствие уменьшения количества фибробластов в процессе созревания. Трансплантация увеличивала плотность клеток в дерме и способствовала ангиогенезу.
Внеклеточный матрикс рубца состоит в основном из коллагена I типа, при этом архитектура коллагеновых волокон отличается от таковой в нормальной коже. Уже через два месяца после трансплантации фолликулов аномальное расположение волокон коллагена (параллельно базальной мембране) превратилось в неупорядоченное. Кроме того, снизилась доля толстых волокон. Благодаря этому фенотипически кожа стала ближе к неповрежденной.
Наконец, ученые показали, что трансплантация фолликулов изменяет транскриптомный профиль рубца. В частности, появляются транскрипты, связанные с пролиферацией фибробластов, а также повышается экспрессия генов, вовлеченных в миграцию клеток эндотелия и ангиогенез. Анализ транскриптомных данных предсказал подавление профибротических факторов TGF-β1, IL-13 и IL-6 в фибробластах под действием фолликулов, что подтвердилось в экспериментах in vitro.
По мнению авторов, полученные результаты подтверждают гипотезу о преобразовании созревшего рубца под действием анагенных волосяных фолликулов и восстановлении нормальных свойств кожи. Они надеются, что исследование ляжет в основу терапевтических стратегий, направленных на регенерацию рубцовой ткани.
Источник
Magdalena Plotczyk, et al. Anagen hair follicles transplanted into mature human scars remodel fibrotic tissue. // npj Regenerative Medicine volume 8, Article number: 1 (2023); DOI: 10.1038/s41536-022-00270-3