Японские ученые разработали эффективный метод успешного роста волос у голых мышей. Новый метод может быть расширен и, следовательно, имеет большой потенциал для клинического применения в регенеративной терапии человеческого волоса.
Их результаты были опубликованы 9 мая 2019 года в журнале Biomaterials.
Несколько факторов способствуют выпадению волос у человека: оно может быть наследственным или возникать в результате старения, гормонального дисбаланса или лечения противораковыми препаратами, все из которых может привести к потере стволовых клеток, ответственных за образование волос во время развития и замена волосков, выпавших во время нормального цикла волос.
В настоящее время выпадение волос лечится с помощью лекарств и трансплантации волос, когда волосяные фолликулы удаляются с одной части тела (например,. затылок) к месту выпадения волос. Однако у этих методов лечения есть свои ограничения; лекарства неэффективны для стимуляции роста волос в той степени, в которой это необходимо для противодействия выпадению волос, а трансплантация волос не увеличивает количество волос в коже головы.
Предыдущие исследования показали улучшенные результаты за счет трансплантации на спину мышей трехмерной тканевой культуры, называемой зародышем волосяного фолликула (HFG). HFG состоит из стволовых клеток волосяного фолликула, происходящих как из эпителия (внешний слой кожи), так и из мезенхимальной ткани (соединительной ткани, происходящей из мезодермы). Однако этот подход требует ручного слияния стволовых клеток, полученных из этих двух разных источников, под микроскопом, что затрудняет производство 5000 или более зародышей волосяных фолликулов (HFG), необходимых для каждого пациента после трансплантации.
Чтобы сделать метод масштабируемым и, следовательно, клинически жизнеспособным, группа ученых во главе с доктором. Тацуто Кагеяма и профессор. Дзюндзи Фукуда из Йокогамского национального университета в Японии предложил новый подход к регенерации волос с использованием стволовых клеток волосяных фолликулов мыши и человека.
Команда изготовила волосяные шарики (HBs) в U-образных лунках в массиве пластин, используя стволовые клетки волосяных фолликулов, инкапсулированные в коллаген, структурный белок кожи, который, как считается, играет важную роль в образовании волосяных фолликулов во время эмбрионального развития и роста волос на протяжении всей жизни. Затем суспензию эпителиальных клеток мыши добавляли в лунки, содержащие инкапсулированные в гель бусинки для волос. Через 24 часа эпителиальные клетки собрались в комок и прилипли к коллагеновому гелю. Коллагеновый гель затем сжался, образуя "зародыш волосяного фолликула на основе бусинок" (bbHFG).
Чтобы проверить эффективность метода волосяных бусинок, ученые трансплантировали HBs и bbHFGs на спину мышей.
Команда также трансплантировала агрегаты клеток волосяных фолликулов, изготовленные двумя другими методами, на спину голых мышей для сравнения. В первом из этих методов мезенхимальные и эпителиальные клетки смешивали перед посевом в лунки. Эти клетки первоначально агрегировались, но пространственно отделились от каждой после трех дней культивирования с образованием зародыша волосяного фолликула (ssHFG), как сообщила та же команда. Для второго метода они приготовили раствор коллагена, содержащий смесь эпителиальных и мезенхимальных клеток, и приготовили капли из этой смеси. Микрогель, содержащий агрегат клеток, сжимался так же, как и шарики волос, но они не разделялись и оставались перемешанными случайным образом.
Результаты показали, что по сравнению с другими методами подход с использованием обогащенных коллагеном волосяных шариков (bbHFG) обеспечивал высокую скорость образования волос через четыре недели после трансплантации на кожу мышей. После сравнения экспрессии генов маркеров генов, продуцирующих волосы, тремя различными методами, они обнаружили, что экспрессия почти всех маркеров генов, продуцирующих волосы, была выше в bbHFG, что позволяет предположить, что обогащение коллагеном и агрегация клеток играют важную роль в стимулировании волосяного фолликула. развитие стволовых клеток.
Исследователи также исследовали, можно ли автоматизировать этот метод для массового производства зародышей волосяных фолликулов в масштабах, необходимых для клинической осуществимости для регенеративного лечения волос у пациентов, страдающих выпадением волос.
"С помощью автоматического корректировщика этот подход можно было масштабировать для подготовки большого количества зародышей волосяных фолликулов, что важно для лечения человека, поскольку для одного пациента необходимы тысячи тканевых трансплантатов," сказал проф. Фукуда.
Поскольку конечной целью этого исследования является разработка эффективного метода регенеративной терапии волос, который может быть расширен, чтобы сделать его клинически жизнеспособным, исследователи следующим шагом "найти способ увеличить количество стволовых клеток волосяного фолликула," сказал профессор Фукуда. "В этом исследовании мы работали над тем, как подготовить тканевые трансплантаты. Однако, чтобы предложить этот подход пациентам с выпадением волос, нам нужен правильный подход, чтобы получить достаточное количество стволовых клеток волосяных фолликулов перед подготовкой тканевых трансплантатов."
По словам авторов, необходимы дальнейшие исследования с использованием стволовых клеток волосяных фолликулов, полученных от пациентов, страдающих облысением.