Pochodzenie i rola komórek macierzystych w organizmie

Komórki macierzyste (komórki pnia) występują w organizmach zwierząt i roślin. Odróżniają się od pozostałych komórek swoimi niezwykłymi właściwościami- zdolnością do proliferacji (ciągłego namnażania się) oraz różnicowania w wyspecjalizowane komórki (zależnie od organu, w którym występują), a także dają potencjał wzrostu i naprawy uszkodzeń tkanki. Dzięki temu odgrywają kluczową rolę w  procesach rozwoju zarodkowego i  płodowego, podczas wzrostu organizmu, a  także odpowiadają za regenerację tkanek u organizmów dorosłych. Komórki macierzyste mogą być klasyfikowane ze względu na zdolność różnicowania się (totipotencjalne, pluripotencjalne, multipotencjalne, unipotencjalne) oraz na pochodzenie (zarodkowe, płodowe i somatyczne, czyli organizmów dorosłych).

W skórze po raz pierwszy zidentyfikowano komórki macierzyste w warstwie podstawnej naskórka. Są to głównie komórki unipotencjalne, czyli prekursory jednego typu komórek. Pod koniec roku 2009 naukowcy z Uniwersytetu w Toronto odkryli występowanie komórek macierzystych w skórze właściwej. Dało to początek  poszukiwań nowej technologii opracowania postaci roślinnych komórek macierzystych pokonujących barierę naskórkową. Na ludzkie komórki oddziałują substancje zawarte w totipotencjalnych komórkach roślinnych. Komórki totipotencjalne to jedyny rodzaj komórek macierzystych występujących u roślin. Dzięki temu, że mogą przekształcić się w każdy rodzaj komórki roślina regeneruje swoje organy w ciągu wieloletniego życia.  Ludzkie komórki macierzyste wykazują zdolność podziałów przez całe życie, jednak ich ilość wraz z wiekiem maleje. Jedną z przyczyn starzenia się skóry jest właśnie ograniczenie ilości dermalnych komórek macierzystych, które mogłyby przekształcić sie w nowe fibroblasty. Fibroblasty również z wiekiem tracą swoje funkcje zaprzestając produkcji kolagenu i elastyny. W związku z tym powinny być stale wymieniane na nowe, aktywne. Wyczerpywanie się puli komórek macierzystych prowadzi w konsekwencji do zmniejszenia liczby fibroblastów i ograniczenia żywotności tkanki.

Otrzymywanie roślinnych komórek macierzystych

Komórki macierzyste roślin znajdują się w merystemach wierzchołkowych łodygi i bocznych korzenia (rys.1).

Rys.1 Umiejscowienie komórek macierzystych w roślinie: na czubku rosnącej rośliny (merystem wierzchołkowy) oraz w merystemach bocznych korzenia.

W miejscach tych komórki ulegają podziałom przez całe życie rośliny tworząc nowe organy. Wszystkie  części roślin: liście, łodygi, kwiaty i nasiona powstają z komórek tkanki łącznej zajmującej wierzchołkową część łodygi. W obrębie tkanki twórczej roślin są tak zwane wierzchołki wzrostu. To w nich następuje proces wzrostu rośliny przez systematyczny podział komórek. Komórki macierzyste znajdujące się w wierzchołkach wzrostu, pozwalają roślinom na budowę nowych organów przez całe ich życie. Wszystkie  części roślin, liście, łodygi, kwiaty i nasiona powstają z komórek niewielkiej tkanki zajmującej wierzchołkową część łodygi. Do celów kosmetycznych komórki macierzyste roślin powielane są w hodowlach komórkowych metodą mikropropagacji (mikrorozmnażania). Polega ona na hodowli komórek in vitro. Pierwszym etapem jest selekcja części rośliny (owocu, liści lub korzenia). Następnie indukuje się tworzenie kallusa poprzez nacięcie rośliny i przenosi pobrane komórki macierzyste na płytki agarowe. Wzrost komórek następuje w środowisku ciekłym.  Do hodowli komórek na większą skalę wykorzystuje się specjalne bioreaktory zapewniające kontrolowane warunki hodowli. Wyhodowane komórki macierzyste  poddaje się działaniu wysokiego ciśnienia, a następnie procesowi trawienia błony komórkowej i uwolnienia jej zawartości do podłoża. Zawartość komórki macierzystej stanowi docelowy surowiec kosmetyczny. Surowce zawierające metabolity roślinnych komórek macierzystych mogą występować w postaci ekstraktu lub suchego proszku.

Komórki macierzyste w kosmetykach

Nie należy porówywać działania komórek macierzystych zawartych w kosmetykach do tych podawanych podskórnie w  iniekcjach. Żywa komórka macierzysta występująca w organizmie ludzkim nie ma nic wspólnego pod względem biologicznym z komórką macierzystą roślinną- surowcem kosmetycznym. Przede wszystkim roślinne komórki macierzyste użyte w kremach nie są żywymi komórkami. W kosmetologii pojęcie roślinnej komórki macierzystej oznacza jej zawartość otrzymaną w wyniku  trawienia błony komórkowej prowadzącego do rozpadu komórki. Zawarte w komórce metabolity oraz specyficzne składniki zwane czynnikami epigenetycznymi, które regulują aktywność genów i funkcje komórek, mogą być zamykane w liposomach dla ułatwienia przenikania przez naskórek lub w innych nośnikach. W związku z tym porównywanie mechanizmu działania żywych komórek macierzystych wykorzystywanych w medycynie do tych roślinnych, zastosowanych w kosmetykach jest nieporozumieniem.

Pionierem w produkcji roślinnych komórek macierzystych do celów przemysłu kosmetycznego jest firma Mibelle Biochemistry. Jako pierwsza firma na świecie w 2008 roku wdrożyła komórki macierzyste z jabłka (PhytoCellTec Malus Domestica) stosując w tym celu technologie PhytoCellTec. W 2011 roku w odpowiedzi na odkrycie komórek macierzsystych w skórze właściwej otrzymała komórki macierzyste z drzewa arganowego (PhytoCellTec™ Argan) opóźniające wyczerpywanie się dermalnych komórek macierzystych. Ponadto w ofercie firmy dostępne są komórki macierzyste z: róży alpejskiej (PhytoCellTec Alp Rose) chroniące skórę przed stresem oksydacyjnym wywołanym promieniowaniem UV oraz zwiększa witalność komórek macierzystych skóry, z żywokostu lekarskiego (PhytoCellTec Symphytum) dla poprawy odnowy komórkowej i regeneracji epidermalnych komórek macierzystych oraz z winogrona (PhytoCellTec Solar Vitis) chroniące komórki macierzyste naskórka przed promieniowaniem UV.

Roślinne komórki macierzyste dostępne są również w ofercie firmy ACT Co, której dystrybuterem polskim jest firma Alfa Sagittarius. Oferta obejmuje komórki macierzyste z: winogrona (Acostem Grape) i z zielonej herbaty (Acostem Green Tea) o działaniu antyoksydacyjnym, z hydroponicznego żeń-szenia (Acostem H-Panax Ginseng ) poprawiające elastyczność skóry, z dzikiego żeń-szenia koreańskiego (Acostem EKG) o działaniu przeciwzmarszczkowym, z kory morwy papierowej (Acostem paper Mulberry), z magnolii Siebolda (Acostem MagnolSi) o działaniu rozjaśniajacym i wybielającym skórę.

Zainteresowani mogą wybierać roślinne komórki macierzyste również spośród oferty firmy Sederma (m.in. komórki macierzyste z szarotki alpejskiej) oraz Seppic (m.in.komórki macierzyste z mikołajka nadmorskiego).

Roślinne komórki macierzyste są obecnie coraz częściej dodawane do kosmetyków: kremów, maseczek, wysokoskoncentrowanych serum, a także jako baza do zabiegów specjalistycznych. Są
w pełni bezpieczne dla skóry i nie pwoodują działań niepożądanych. Ich skuteczność została potwierdzona zarówno w testach in vitro, ja i in vivo.

Monika Krzyżostan

Mgr chemii kosmetycznej, kosmetolog. Od 3 lat związana z sektorem badawczo- rozwojowym przemysłu kosmetycznego. Prowadziła badania nad skutecznością działania kwasu hialuronowego na skórę oraz nad uwalnianiem peptydów z różnych formulacji kosmetycznych. Doświadczenie zawodowe zdobyła na stanowisku technologa w dziale R&D uznanej firmy farmaceutycznej opracowując formulacje dermokosmetyków. Zajmowała się również personalizacją składu kosmetyku. Opracowała szereg receptur kosmetycznych dopasowanych do indywidualnych potrzeby skóry klientów. Dziennikarka, redaktor portalu branżowego, autorka wielu publikacji naukowych i branżowych. Jej pasją jest łączenie wiedzy z zakresu dermatologii i najnowocześniejszych rozwiązań przemysłu kosmetycznego.

Zapraszamy na szkolenie, które zorganizowaliśmy w odpowiedzi na potrzeby rynku kosmetycznego!