Klonovanie vlasov pomocou kmeňových buniek

AlexeyTerskikh zo Sanford Burnham Prebys
O klonovaní vlasov sa vo vedeckej komunite hovorí už dlhé roky ako o možnom úplnom vyriešení problému vypadávania vlasov. Výskum v tejto oblasti medicíny sa opiera o výskum kmeňových buniek s cieľom naklonovať ľudské vlasy a potom ich vsadiť do pokožky hlavy vo veľkých až neobmedzených množstvách.

Zo všetkých orgánov ľudského tela by sa zdalo, že vlasy budú tou najjednoduchšou časťou, ktorú bude možné vytvoriť v laboratóriu. Vlasy sú v podstate proteínové vlákna, ktoré sú navzájom poprepletané. Samotné vlasy nemusia plniť žiadnu fyziologickú funkciu ako je tomu pri pečeni alebo mozgu. Od vlasov sa očakáva len aby pokrývali hlavu, rástli a nevypadávali.

Vytvoriť vlasy je však omnoho komplexnejšie ako sa mnohí vedci pôvodne domnievali. Na vytvorenie jedného pevného vlasového vlákna telo potrebuje súčinnosť tisícok buniek na báze každého vlasového folikulu. Každý človek má v pokožke hlavy okolo 100 000 vlasových folikulov, ktorých životnosť je odlišne obmedzená. Keď časom dochádza k ústupu dermálnej papily, zároveň dochádza k zmenšovaniu vlasových folikulov, k ich postupnému prechodu do latentnej (oddychovej) fázy a po niekoľkých rokoch k ich úplnému zániku. Keď vlasový folikul úplne zanikne, obnova rastu vlasov nie je možná. Riešením takéhoto stavu je transplantácia vlasov, čo je drobný chirurgický zákrok, pri ktorom vlasový chirurg odoberie vlasové folikuly z darcovskej oblasti v záhlaví a vo forme vlasových štepov ich opätovne vpraví do bezvlasých oblastí pokožky hlavy.

Nie každý má však vlasy vhodné na transplantáciu a taktiež počet vlasových folikulov v darcovskej oblasti je obmedzený. Riešením týchto obmedzení je vytvorenie nových vlasov. Vedecké poznatky v tvorbe rozličných orgánových štruktúr pokročili a vznikla tak sľubná oblasť medicíny zvaná bunková terapia. V bunkovej terapii sa využívajú pacientove vlastné kmeňové bunky. Pankreatické bunky by mohli nahradiť tie bunky, ktoré prestali produkovať inzulín u ľudí s diabetes typu 1. Bunky imunitného systému by mohli byť použité v boji s nádormi. Nervové bunky by mohli byť použité pri oprave poškodení miechy. A samozrejme bunky vlasových folikulov by mohli byť použité pre obnovu rastu vlasov v bezvlasých miestach pokožky hlavy.

Hlavným cieľom vedcov je vytvorenie “vlasových fariem”, v ktorých by sa klonovali vlasové folikuly. Tento proces zahrňuje rast vlasov z kmeňových buniek získaných z pokožky a krvi pacienta a implantáciu vlasových folikulov bohatých na bunky dermálnej papily do priestoru v okolí latentných folikulov pacienta.

Ukážka klonovania vlasov ISSCR

Nárast vlasov u bezsrstej myši transplantovaných s ľudskými iPSC-odvodenými bunkami dermálnej papily, ktoré boli skombinované s myšími epitelovými bunkami vo vnútri biorozložiteľného lešenia. Vľavo: zväčšený vonkajší pohľad, Vpravo: záber fluorescenčnej mikroskopie zobrazujúci folikul pod pokožkou, modré sú jadrá buniek, zelené sú epitelové bunky, červené sú ľudské bunky dermálnej papily.

Profesor Alexey Terskikh z inštitútu medicínskych objavov Sanford Burnham Prebys v júni 2019 vyhlásil: “Teraz máme spoľahlivú podrobne riadenú metódu pre tvorbu prirodzene vyzerajúcich vlasov, ktoré rastú cez pokožku využitím neobmedzeného množstva ľudských iPSC-odvodených buniek dermálnej papily. Tento objav je kritickým zlomom vo vývoji bunkových terapii proti vypadávaniu vlasov a v oblasti regeneratívnej medicíny.”. Názov iPSC je skratkou pre indukované pluripotentné kmeňové bunky.

Manhattanský dermatológ Robert Bernstein sledoval vývoj v oblasti klonovania vlasov a hovorí: “Keď sa snažíte klonovať vlasové bunky, časom sa tieto bunky dediferencujú a prestanú produkovať vlas. Dlhý čas nikto nevedel prísť na to, prečo sa to tak deje. Potom zistili, že bunky sa pri kultivácii rozptýlia do priestoru a folikulárna štuktúra zanikne. Hlavným zistením bolo, že ak dokážete udržať bunky spolu, v tvare slzičky, bunky budú spolu naďalej komunikovať a pokračovať v spoločnom raste až vytvoria vlasový folikul. Slzičkovitý tvar folikulu je tiež dôležitý, aby sa udržal rovnaký smer rastu vlasov. Zakaždým keď sa folikulárne bunky iba jednoducho vložia do pokožky, vedie to k množstvu vrastených vlasov a tiež mnohé vlasy rastú v nežiadúcich smeroch.”.

Tím Alexeya Terskikha preto vyvinul špeciálne 3D rozložiteľné štruktúry (tzv. biorozložiteľné lešenie), ktoré sú vyrobené z rovnakého materiálu ako chirurgická niť pre šitie pooperačných stehov. Tieto 3D štruktúry upravujú smer rastu vlasov a napomáhajú kmeňovým bunkám integrovať sa do pokožky. Štruktúry sa časom v tele rozpustia a v pokožke ostane len nový zdravý vlasový folikul, ktorý produkuje zdravé a pevné vlasy.

Bernstein verí, že metóda biorozložiteľného syntetického usmernenia je momentálne nasľubnejším postupom metódy klonovania vlasov. Vytváranie vlasov na zákazku pre konkrétneho človeka systémom folikul po folikule je nateraz veľmi nákladná. Preto je potrebné vytvoriť také technologické postupy, ktoré by podstatne znížili náklady kultivácie a zákroku a sprístupnili tak vyriešenie vypadávania vlasov širšej verejnosti.

Tags: , , ,

Leave a Reply