Новые идеи об обходе ключевого препятствия на пути к лечению от рубцов были опубликованы Максимом Пликусом, доцентом кафедры развития и клеточной биологии Школы биологических наук UCI, и его коллегами из Nature Communications. Исследовательская группа обнаружила, что естественный процесс восстановления кожи без шрамов частично зависит от помощи циркулирующих клеток крови. Результаты указывают путь к возможным методам лечения ран без шрамов, нацеленных на собственные клетки крови.
Повреждения кожи активизируют быстрое заживление ран, которое часто заканчивается образованием рубцов. В отличие от нормальной кожи, шрамы лишены волосяных фолликулов и жировых клеток, а создание новых волос и жира необходимо для восстановления эквивалента нормальной кожи. В статье 2017 года, опубликованной в Science, Пликус и его коллеги определили, что взрослые мыши могут естественным образом регенерировать почти нормальную кожу, когда в заживающих ранах образуются новые волосяные фолликулы и жировые клетки. Новые жировые клетки регенерируют из миофибробластов, типа фибробластов раны, которые ранее считались неспособными превращаться в другие типы клеток. Это открытие вновь привлекло внимание к раневым фибробластам как привлекательной мишени для лечения рубцов.
В текущем исследовании, проведенном совместно с Джорджем Котсарелисом из Пенсильванского университета, группа исследователей стремилась дополнительно охарактеризовать фибробласты раны и определить, все ли они одинаковы и одинаково способны регенерировать новые жировые клетки.
Использование панели одноклеточных инструментов как типа "компьютерный микроскоп" который исследует тысячи отдельных клеток одновременно, исследовательская группа обнаружила неожиданно высокую степень разнообразия фибробластов.
"Мы увидели, что раневые фибробласты на удивление очень разнообразны и существует до двенадцати различных подтипов клеток. Мы понимаем их молекулярные сигнатуры и начинаем узнавать об их уникальной биологии. Например, мы уже знаем, что различные подтипы фибробластов «предпочитают» только определенные части раны. Это говорит о том, что они играют определенные роли в разных местах раны и, возможно, в разное время в процессе заживления," сказал Кристиан Герреро-Хуарес, научный сотрудник UCI и первый автор проекта.
После более внимательного изучения раневых фибробластов команда отметила, что значительная группа клеток имела молекулярные контрольные признаки того, что они произошли из крови.
"Молекулярное профилирование фибробластов раны убедительно свидетельствует о том, что до 13% из них в какой-то момент в прошлом были клетками крови, которые преобразовывались в фибробласты, продуцирующие коллаген, но сохраняли остаточные гены, специфичные для крови, все еще включенными," сказал Пликус.
Действительно, в прошлом сообщалось о фибробластах, происходящих из клеток крови, в том числе о расположенных в раневых рубцах. "Что действительно ново в наших наблюдениях, так это то, что эти производящие фибробласты клетки крови, которые называются миелоидными клетками, могут репрограммироваться в новые жировые клетки," Пликус сказал. "По сути, мы заметили, что для того, чтобы раны достигли регенерации без рубцов, организм должен мобилизовать множество клеточных ресурсов, включая удаленно циркулирующие предшественники крови."
Поскольку миелоидные клетки можно довольно легко собрать и обогатить с использованием существующих методов, новые открытия открывают захватывающую возможность того, что способность к заживлению кожи может быть улучшена за счет доставки компетентных к регенерации клеток-предшественников, полученных из крови, к месту раны. В качестве ближайшего следующего шага богатый информацией каталог разнообразных фибробластов раны поможет сформировать платформу для команды, чтобы начать определение новых подтипов клеток, которые усиливают рубцевание или способствуют восстановлению в направлении регенерации кожи без рубцов.