Επούλωση τραυμάτων με τη βοήθεια βλαστοκυττάρων από θύλακες τριχών

Το δέρμα μας περιέχει δύο βασικούς τύπους ενήλικων βλαστοκυττάρων: Tα επιδερμικά και τα βλαστοκύτταρα των θυλάκων της τρίχας (HFSCs). Κανονικά, το κάθε είδος έχει ξεχωριστό ρόλο, τα πρώτα διατηρούν την επιδερμίδα, ενώ τα δεύτερα είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη των τριχών. Ωστόσο, έρευνα του Πανεπιστημίου Rockefeller αποκάλυψε ότι τα HFSCs είναι απροσδόκητα ευέλικτα. Όταν το δέρμα τραυματίζεται, μπορούν να «μεταμορφωθούν», σταματώντας την παραγωγή τριχών για να βοηθήσουν στην επούλωση του τραύματος.

Το ερώτημα είναι: Τι τους δίνει το «σήμα» να κάνουν αυτή την αλλαγή;

Η ίδια ερευνητική ομάδα εντόπισε τώρα τον μηχανισμό πίσω από αυτή τη μεταμόρφωση. Τα HFSCs ανταποκρίνονται σε μια διαδικασία γνωστή ως ενσωματωμένη απόκριση στο στρες (Integrated Stress Response – ISR), ένα κυτταρικό «σύστημα συναγερμού» που βοηθά τα κύτταρα να εξοικονομήσουν ενέργεια και να επικεντρωθούν στην επιβίωση. Στο δέρμα, η αντίδραση αυτή συνδέεται με το αμινοξύ σερίνη, ένα μη απαραίτητο θρεπτικό συστατικό που υπάρχει σε τρόφιμα όπως το κρέας, τα δημητριακά και το γάλα.

Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Cell Metabolism, όταν τα επίπεδα της σερίνης μειώνονται, ενεργοποιείται η ISR και η παραγωγή τριχών επιβραδύνεται. Αν το δέρμα έχει τραυματιστεί, η ISR ενεργοποιείται ακόμη περισσότερο, σταματώντας εντελώς την ανάπτυξη των τριχών ώστε τα κύτταρα να επικεντρωθούν στην επιδιόρθωση του ιστού. Αυτή η «μετατόπιση προτεραιοτήτων» επιταχύνει την επούλωση.

Όπως εξηγεί ο Jesse Novak, κύριος συγγραφέας της μελέτης, «η έλλειψη σερίνης ενεργοποιεί έναν ευαίσθητο κυτταρικό μηχανισμό που καθορίζει τη μοίρα των κυττάρων προς την αποκατάσταση του δέρματος και μακριά από την ανάπτυξη των τριχών». Ο ίδιος υπογραμμίζει ότι ίσως μπορέσουμε να επιταχύνουμε την επούλωση των πληγών ρυθμίζοντας τα επίπεδα της σερίνης μέσω της διατροφής ή φαρμακευτικά.

Τα ενήλικα όργανα, όπως το δέρμα, βασίζονται στα βλαστοκύτταρα για να διατηρούν την ισορροπία τους, αντικαθιστούν τα νεκρά κύτταρα και επισκευάζουν τους ιστούς όταν χρειάζεται. Παρόλα αυτά, γνωρίζουμε ελάχιστα για το πώς διαχειρίζονται την ενέργεια και τα θρεπτικά τους στοιχεία όταν πρέπει να αλλάξουν «καθήκοντα». Η ομάδα του Novak θέλησε να κατανοήσει πώς οι μεταβολικοί παράγοντες επηρεάζουν αυτή την ισορροπία.

Όπως εξηγεί, οι περισσότερες πληγές στο δέρμα προκαλούνται από επιφανειακές εκδορές, που καταστρέφουν την ανώτερη στιβάδα της επιδερμίδας, εκεί όπου βρίσκονται τα κύτταρα που συνήθως αναλαμβάνουν την αποκατάσταση. Όταν αυτά τα κύτταρα καταστρέφονται, τα HFSCs καλούνται να αναλάβουν τον ρόλο της επούλωσης. Αυτό αποτέλεσε το ιδανικό μοντέλο για να μελετηθεί πώς οι μεταβολίτες, όπως η σερίνη, ρυθμίζουν τη διαδικασία αυτή.

Προηγούμενες έρευνες της ίδιας ομάδας είχαν δείξει ότι τα προκαρκινικά δερματικά κύτταρα εξαρτώνται από τη σερίνη, και πως ο περιορισμός της στη διατροφή μπορεί να αποτρέψει την εξέλιξή τους σε καρκινικά. Ωστόσο, δεν ήταν γνωστό πώς επηρεάζει η έλλειψη σερίνης τους υγιείς ιστούς. Για να το διερευνήσουν, οι ερευνητές στέρησαν τη σερίνη από ποντίκια, είτε μέσω της διατροφής, είτε εμποδίζοντας γενετικά τα κύτταρα να την παράγουν.

Και στις δύο περιπτώσεις, τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια: η σερίνη «επικοινωνεί» άμεσα με την ISR, το σύστημα που επιβλέπει την ισορροπία του ιστού. Όταν τα επίπεδα της σερίνης ήταν χαμηλά, η ανάπτυξη των τριχών μειωνόταν, καθώς απαιτεί πολλή ενέργεια. Όταν προέκυπτε τραυματισμός, η ISR ενισχυόταν περαιτέρω, δίνοντας απόλυτη προτεραιότητα στην επούλωση. Με άλλα λόγια, όταν το στρες αυξάνεται, ο οργανισμός μας «επιλέγει» την επιδιόρθωση του δέρματος αντί της ανάπτυξης των τριχών.

Όπως λέει η επικεφαλής της μελέτης, καθηγήτρια Elaine Fuchs, «κανείς δεν χαίρεται να χάνει μαλλιά, αλλά σε στιγμές στρες, η επιδιόρθωση του δέρματος είναι ζήτημα επιβίωσης, ένα άτριχο σημείο δεν μας απειλεί, μια ανοιχτή πληγή όμως ναι».

Αφού η ομάδα επιβεβαίωσε ότι η έλλειψη σερίνης επηρεάζει τη συμπεριφορά των βλαστοκυττάρων, διερεύνησε το αντίθετο: Αν αυξήσουμε τη σερίνη, μπορούμε να ενισχύσουμε την ανάπτυξη των τριχών; Η απάντηση φαίνεται να είναι όχι. Ο οργανισμός μας διατηρεί τα επίπεδα της σερίνης υπό αυστηρό έλεγχο· ακόμη κι όταν τα ποντίκια έλαβαν έξι φορές περισσότερη σερίνη, τα επίπεδα αυξήθηκαν μόλις κατά 50%.

Ωστόσο, όταν τα βλαστοκύτταρα δεν μπορούσαν να παράγουν καθόλου σερίνη, μια διατροφή πλούσια σε αυτήν βοήθησε μερικώς στην αποκατάσταση της ανάπτυξης των τριχών. Στη συνέχεια, οι ερευνητές σκοπεύουν να μελετήσουν αν η επούλωση των τραυμάτων μπορεί να βελτιωθεί μειώνοντας τη σερίνη ή με φάρμακα που ρυθμίζουν την ISR. Θα εξετάσουν επίσης κι άλλα αμινοξέα για να δουν αν έχουν παρόμοια δράση.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Συνολικά, η μελέτη δείχνει ότι τα βλαστοκύτταρα προσαρμόζουν τη λειτουργία τους ανάλογα με το στρες που βιώνουν, κάτι που ίσως εξηγεί πώς οι ιστοί μας επιτυγχάνουν την καλύτερη δυνατή αναγέννηση όταν οι πόροι είναι περιορισμένοι.