Oamenii de ştiinţă au crescut foliculi de păr de şoarece complet funcţionali pentru prima oară în culturi celulare de laborator. Noul studiu ar putea avansa eforturile pentru tratarea căderii părului.
Folosind celule obţinute de la embrioni de şoarece, o echipă de cercetători japonezi a reuşit, pentru prima dată, să producă organoizi de foliculi de păr (versiuni mici, de bază, ale unui organ), din care au crescut păr, în afara corpului, în laborator.
În plus, oamenii de ştiinţă au reuşit să influenţeze pigmentarea părului iar, când au transplantat foliculii la şoareci vii, fără păr, aceştia au continuat să funcţioneze de-a lungul a mai multor cicluri de creştere a părului.
Echipa de cercetători spune că noul studiu ar putea avansa eforturile pentru tratarea căderii părului, şi ar putea oferi modele alternative la testarea pe animale şi la screeningul de medicamente.
Foliculii de păr se formează în timpul dezvoltării unui embrion. Stratul exterior al pielii, epiderma, şi stratul de ţesut conjunctiv de lângă acesta, mezenchimul, interacţionează reciproc pentru a declanşa procesul de morfogeneză în care celulele încep să se unească pentru a forma foliculii de păr. Interacţiunile care au ca rezultat formarea acestora nu au fost pe deplin descifrate până acum.
În studii anterioare, oamenii de ştiinţă au reuşit să crească în laborator organoizi de piele de şoarece şi umană, care conţin foliculi, dar creşterea cu succes a foliculilor în mod izolat nu a oferit prea mult succes pînă acum.
Cum ştiinţa dezvoltării de organoizi a devenit din ce în ce mai sofisticată în ultimii ani, echipa de oameni de ştiinţă de la universitatea Naţională Yokohama din Japonia şi-a propus să avanseze cercetarea în acest domeniu. Ei au recoltat două tipuri de celule de la embrioni de şoareci: epiteliale (piele) şi mezenchimale.
Unele dintre aceste celule au fost cultivate cu o substanţă numită Matrigel, un preparat membranar derivat de la şoarece care ajută celulele să formeze structuri; alte linii celulare unii au fost cultivate fara matrigel.
Rezultatele au fost izbitoare. Cele două tipuri de celule s-au agregat, apoi s-au separat spontan în cadrul agregatului, formând o structură organizată.
Fără matrigel, sau când substanţa a fost adăugată mai târziu, aceste structuri nu au reuşit să se dezvolte în foliculi funcţionali.
Când au adăugat substanţa nou-creată, în termen de şase ore de la însămânţarea culturii cu celule, acestea s-au organizat într-o structură care conţinea celule epiteliale înconjurate de un înveliş de celule mezenchimale.
Aceste structuri, spun cercetătorii, creşte aria de contact dintre cele două tipuri de celule, facilitând dezvoltarea conglomeratului celular într-un folicul.
Cercetătorii au descoperit că noile structuri s-au dezvoltat în organoizi foliculi maturi, care au produs păr, cu o rată de succes de aproape 100%, crescând 2 milimetri de păr după 23 de zile.
În timpul acestui proces, cercetătorii au putut studia modul în care foliculul s-a dezvoltat şi a produs păr la nivel molecular. De asemenea, ei au testat un medicament care stimulează producerea de melanocite, celulele implicate în pigmentare. Când acest medicament a fost adăugat la culturile celulare, firele de păr care au crescut din organoizii foliculului au fost mai pigmentate decât firele de păr la care medicamentul nu a fost adăugat.
Oamenii de ştiinţă au transplantat apoi foliculii de cultură la şoareci de laborator fără păr, crescuţi în mod special cu un sistem imunitar suprimat - pentru a observa dacă organoizii s-ar putea integra într-un corp viu. Odată transplantaţi, organoizii s-au maturizat pe deplin în foliculi şi au produs păr pentru mai multe cicluri de creştere, cu o durată de cel puţin 10 luni.
Cercetătorii şi-au propus în continuare să testeze această abordare pentru a vedea dacă funcţionează şi la oameni.
Spre deosebire de studiul la şoareci, echipa nu va folosi celule recoltate din embrioni, ci va colecta celulele de la adulţi, pe care le va modifica genetic prin ingineria inversă (reversed engineering) pentru a le transforma în celule stem, din care speră să crească celulele epiteliale şi mezenchimale necesare dezvoltării foliculilor de păr.
Echipa de la universitatea Yokohama speră că cercetările vor duce la noi tratamente pentru tratarea alopeciei (căderii părului) atât la bărbaţi cât şi la femei.
De asemenea, oamenii de ştiinţă şi-au propus să dezvolte şi un model in vitro de morfogeneză şi dezvoltare a foliculului de păr, care să reducă dependenţa cercetărilor de testele pe animale.
Recenta cercetarea a fost publicată, vineri, în Science Advances.
