วิธีการ Stem-Cell-Based นี้จะสร้างบาดแผลใหม่ให้กับผิวที่มีสุขภาพดี

ผู้ที่มีแผลไหม้รุนแรงแผลกดทับหรือโรคเรื้อรังเช่นเบาหวานมีความเสี่ยงต่อการเป็นแผลที่เรียกว่าแผลที่ผิวหนังซึ่งสามารถขยายผ่านผิวหนังหลายชั้น

นอกเหนือจากการเจ็บปวดอย่างมากบาดแผลเหล่านี้สามารถนำไปสู่การติดเชื้อหรือการตัดแขนขาที่ร้ายแรงบางครั้งถึงตายได้ โดยทั่วไปแผลเหล่านี้จะได้รับการรักษาโดยการผ่าตัดปลูกถ่ายผิวหนังเพื่อปิดแผล อย่างไรก็ตามเมื่อแผลที่มีขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันอาจเป็นเรื่องยากที่จะปลูกถ่ายผิวหนังให้เพียงพอ ในกรณีดังกล่าวนักวิจัยอาจแยกเซลล์ต้นกำเนิดผิวหนังออกจากผู้ป่วยปลูกในห้องปฏิบัติการและปลูกถ่ายเซลล์กลับคืนสู่ผู้ป่วย แต่กระบวนการนี้ใช้เวลานานมีความเสี่ยงต่อผู้ป่วยและไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพ

อัตราการเพิ่มขึ้นอย่างมากของโรคเบาหวานเพียงอย่างเดียวย้ำความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาวิธีการใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการรักษาแผลที่ผิวหนัง

ห้องปฏิบัติการของฉันที่สถาบัน Salk มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวิธีการใช้เซลล์ต้นกำเนิดเพื่อ "reprogram" เซลล์จากประเภทหนึ่งไปสู่อีกประเภทหนึ่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการปฏิรูปการแพทย์

ในรายงานในวารสาร ธรรมชาติ เราอธิบายเทคนิคใหม่ในการแปลงเซลล์โดยตรงตามธรรมชาติในแผลเปิดไปสู่เซลล์ผิวใหม่โดยการทำโปรแกรมเซลล์ที่บาดเจ็บไปสู่สถานะเซลล์ต้นกำเนิดคล้ายเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งเซลล์จะกลับสู่สถานะก่อนหน้านี้และยืดหยุ่นมากขึ้น พัฒนาเป็นเซลล์ชนิดต่าง ๆ

Masakazu Kurita ผู้ร่วมงานวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการของฉันรู้ว่าขั้นตอนสำคัญในการสมานแผลคือการย้ายเซลล์ที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ต้นกำเนิดที่เรียกว่า basal keratinocytes จากผิวหนังบริเวณใกล้เคียงที่ไม่เสียหายเข้าสู่บาดแผล

basal keratinocytes เป็นสารตั้งต้นของเซลล์ผิวหนังหลายชนิด แต่แผลที่มีขนาดใหญ่และรุนแรงเช่นแผลที่ผิวหนังจะไม่มี keratinocytes ที่ฐานอีกต่อไป ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อแผลหายดีขึ้นเซลล์เหล่านี้จะขยายตัวในบริเวณที่เรียกว่าเซลล์ mesenchymal ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการปิดแผลและการอักเสบ แต่ไม่สามารถสร้างผิวหนังที่แข็งแรงได้

เราต้องการแปลงเซลล์ mesenchymal เหล่านี้ให้เป็น keratinocytes ที่เป็นฐานโดยไม่ต้องนำเซลล์เหล่านั้นออกจากร่างกาย

ในการทำเช่นนั้นเราเปรียบเทียบระดับของโปรตีนที่แตกต่างกันในเซลล์ทั้งสองชนิด - เซลล์ mesenchymal และ keratinocytes - เพื่อค้นหาสิ่งที่แตกต่างพวกเขาและค้นหาสิ่งที่เราจะต้องเปลี่ยนเพื่อ reprogram เซลล์ประเภทหนึ่งไปยังอีก

เราระบุโปรตีน 55 ชนิดซึ่งเราเรียกว่า“ ปัจจัยการตั้งโปรแกรมใหม่” ที่อาจเกี่ยวข้องกับการพิจารณาและรักษาเอกลักษณ์ของเซลล์ของ keratinocytes พื้นฐาน เราทำการทดลองเพิ่มเติมเกี่ยวกับปัจจัยการเขียนโปรแกรมใหม่ที่อาจเกิดขึ้นและ จำกัด รายการให้เหลือสี่ปัจจัยที่จะเปลี่ยนเซลล์ mesenchymal ให้เป็น keratinocytes พื้นฐานในหลอดทดลองในจานเลี้ยงเชื้อ keratinocytes เหล่านี้จึงเกิดเซลล์ทั้งหมดที่มีอยู่ในผิวใหม่ที่แข็งแรง

จากนั้นเราทดสอบพลังของปัจจัยทั้งสี่นี้เพื่อรักษาแผลที่ผิวหนังบนหนู เพียง 18 วันหลังจากที่เราใช้วิธีแก้ปัญหาเฉพาะที่ประกอบด้วยปัจจัยสี่ประการเหล่านี้ลงบนแผลโดยตรงเราเห็นการรักษาเกิดขึ้น ปัจจัยทั้งสี่เหล่านี้ทำการ reprogrammed เซลล์ mesenchymal ในแผลเป็น keratinocytes ซึ่งจะขยายตัวเป็นเซลล์หลายชนิดที่ประกอบกันเป็นผิวหนังที่มีสุขภาพดีการปิดและการรักษาแผล เซลล์เหล่านี้ยังคงเติบโตและเข้าร่วมกับผิวหนังโดยรอบแม้จะเป็นแผลขนาดใหญ่ เมื่อเราตรวจสอบหนูสามเดือนและหกเดือนต่อมาเราเห็นว่าเซลล์ที่สร้างขึ้นใหม่ทำหน้าที่เหมือนผิวมีสุขภาพดี ผิวของสัตว์ฟันแทะรักษาแตกต่างจากผิวหนังมนุษย์ดังนั้นจึงไม่มีเนื้อเยื่อแผลเป็นที่มองเห็นได้แม้ว่ามันควรจะอยู่ที่นั่น

การทำงานเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของวิธีการนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะยาว แต่ในฐานะที่เป็นการทดสอบเบื้องต้นของแนวคิดผลลัพธ์ที่ได้ก็น่าเชื่อถือ

เรามองโลกในแง่ดีว่าวิธีการของเราแสดงให้เห็นถึงการพิสูจน์หลักการเริ่มต้นสำหรับการฟื้นฟูร่างกายของเนื้อเยื่อสามมิติทั้งหมดเช่นผิวหนังไม่ใช่แค่เซลล์แต่ละชนิด นอกจากการรักษาบาดแผลวิธีการของเราอาจมีประโยชน์สำหรับการซ่อมแซมความเสียหายของผิวหนังการโต้ตอบผลกระทบของอายุและช่วยให้เราเข้าใจมะเร็งผิวหนังได้ดียิ่งขึ้น

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกในการสนทนาโดย Juan Carlos Izpisua Belmonte อ่านบทความต้นฉบับที่นี่