Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Dlaczego siwiejemy wraz z wiekiem? Nowe odkrycia naukowców

Przedmiotem nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z NYU Grossman School of Medicine była zdolność do warunkowania przez komórki macierzyste pigmentacji włosów. Doświadczenia koncentrowały się na komórkach w skórze myszy oraz komórkach macierzystych melanocytów ludzi (McSCs). Analiza pozwala częściowo odkryć mechanizmy wpływające na siwienie włosów wraz z wiekiem.

 

 

Badanie wykazało szczególną cechę analizowanych komórek macierzystych – ich dużą plastyczność. Oznacza to, że podczas normalnego wzrostu włosów takie komórki nieustannie poruszają się na osi dojrzałości i przechodzą między przedziałami rozwijającego się mieszka włosowego, gdzie są narażone na różne poziomy sygnałów białkowych wpływających na ich dojrzałość. Naukowcy odkryli, że komórki macierzyste melanocytów blokują się wraz z wiekiem, tracąc zdolność do wzrostu i utrzymania naturalnego koloru włosów. W badaniu naukowcy wykorzystali najnowsze techniki obrazowania przyżyciowego 3D i scRNA-seq do śledzenia komórek w czasie niemal rzeczywistym, podczas ich starzenia się i ruchu. 

Przeprowadzone badanie dowiodło, że niektóre komórki macierzyste wykazują zdolność przemieszczania się między przedziałami wzrostu w mieszkach włosowych. W pewnym momencie natomiast (wraz z wiekiem) tracą funkcje dojrzewania i stają się niezdolne do utrzymywania koloru włosów. Badacze odkryli, że McSCs przekształcają się między najbardziej prymitywnym stanem komórek macierzystych a kolejnym etapem ich dojrzewania, stanem wzmacniającym tranzyt, w zależności od ich lokalizacji. Gdy włosy starzeją się, wypadają, a następnie wielokrotnie odrastają, coraz większa liczba McSCs zatrzymuje się w przedziale komórek macierzystych, nazywanym wybrzuszeniem mieszków włosowych. Tam pozostają i tracą zdolność do dojrzewania, które warunkuje przejście do stanu wzmacniającego tranzyt. W rezultacie nie wracają już do swojego pierwotnego miejsca w przedziale zarodkowym, gdzie białka zaangażowane w szlak sygnalizacyjny WNT oddziaływałyby na nie, prowadząc do ich przekształcenia.

Naukowcy przeprowadzający badanie na myszach twierdzą, że nowo odkryte mechanizmy świadczą o wysokim prawdopodobieństwie, iż takie samo stałe umiejscowienie komórek macierzystych melanocytów może występować u ludzi, co daje ogląd na potencjalną ścieżkę do odwrócenia lub zapobiegania siwieniu ludzkich włosów poprzez pomoc zablokowanym komórkom w ponownym przemieszczaniu się między rozwijającymi się przedziałami mieszków włosowych. Ponadto badacze sądzą, że plastyczność charakterystyczna dla McSCs nie występuje w innych samoregenerujących się komórkach macierzystych (takich jak te, tworzące sam mieszek włosowy), o których wiadomo, że w miarę dojrzewania poruszają się tylko w jednym kierunku wzdłuż ustalonej osi czasu. To okrycie pozwala częściowo odpowiedzieć na pytanie, dlatego włosy rosną nawet wtedy, gdy tracą swój pigment?

Wcześniejsze doniesienia zespołu wykazały, że ​​sygnalizacja WNT była potrzebna do stymulacji McSCs do dojrzewania i produkcji pigmentu oraz że McSCs były o wiele mniej narażone na sygnalizację WNT w wybrzuszeniu mieszków włosowych niż w przedziale zarodkowym włosa, który znajduje się bezpośrednio pod wybrzuszeniem. W najnowszym doświadczeniu przeprowadzonym na myszach, których włosy były celowo postarzane przez wyrywanie i wymuszony odrost, liczba mieszków włosowych z McSCs znajdujących się w wybrzuszeniu mieszków włosowych wzrosła z 15% przed wyskubywaniem do prawie połowy po wymuszonym starzeniu się. Komórki te pozostawały niezdolne do regeneracji lub dojrzewania do melanocytów wytwarzających pigment. Naukowcy odkryli, że zablokowane McSCs przestały się regenerować, ponieważ nie podlegały już w tak dużym stopniu sygnałom WNT. Z kolei inne komórki macierzyste melanocytów, które nadal przemieszczały się między wybrzuszeniem mieszków włosowych a zarodkiem włosa, zachowały swoją zdolność do regeneracji, dojrzewania do melanocytów i produkcji pigmentu przez cały okres badania (dwa lata). Odkrycia te sugerują, że ruchliwość komórek macierzystych melanocytów i odwracalne różnicowanie są kluczowe dla utrzymania zdrowych i barwnych włosów. W dalszych etapach doświadczeń zespół planuje zbadać sposoby przywrócenia ruchliwości komórek macierzystych melanocytów lub fizycznego przeniesienia ich z powrotem do przedziału zarodkowego, w celu przywrócenia naturalnego koloru włosów.

Źródła

[1] https://neurosciencenews.com/gray-hair-stem-cells-23055/

Fot. https://www.pexels.com/pl-pl/zdjecie/osoba-kobieta-senior-emeryt-7450279/

KOMENTARZE
Newsletter