Потовые железы нашего тела являются источником стволовых клеток, особенно подходящих для заживления ран – стволовых клеток, которые образуют новые клетки кожи и управляют процессом заживления. Они не отвергаются организмом и могут быть получены без пребывания в больнице.
Все началось с поджелудочной железы. Проф. Чарли Круз, глава Исследовательского института морской биотехнологии им. Фраунгофера в Любеке, до сих пор хорошо это помнит. В рамках своего исследования исследователи выделили некоторые клетки, взятые из органа, в чашке Петри – их цель состояла в том, чтобы изучить функцию белка вигилин, который вырабатывается в клетках железы. "Внезапно мы поняли, что эти клетки размножаются необычным образом, поскольку микроскоп показал не только клетки железы в чашке, но и нервные и мышечные клетки." Стволовые клетки сформировались из ткани железы и размножились, образуя множество различных клеток. Быстро стало очевидно, что другие клетки железы обладают такой же способностью: "Мы медленно продвигались наружу от внутренних органов, пока не добрались до кожи – и потовых желез. Опять же, это дало тот же результат: чашка Петри, полная стволовых клеток." До сих пор потовым железам не уделялось особого внимания, поскольку у лабораторных животных, таких как мыши или крысы, они есть только на лапах. С другой стороны, у человека имеется до трех миллионов – преимущественно на подошвах ног, ладонях, подмышках и лбу.
Лечебные стволовые клетки, полученные из подмышечной впадины
Биологи и медики используют стволовые клетки для получения новой ткани для замены поврежденных или больных клеток. Они играют особенно важную роль в заживлении ран. Стволовые клетки, взятые из собственного тела пациента, идеальны, потому что нет шансов, что организм их отвергнет. Однако для их получения требуется сложная операция по извлечению стволовых клеток из костного мозга или из крови. "К потовым железам добраться значительно легче. Все, что требуется, – это короткий визит к дерматологу. Мы можем получить стволовые клетки из кожи подмышек менее 3 миллиметров," объясняет Круз. При трансплантации к повреждению кожи эти стволовые клетки могут очень благотворно влиять на процесс заживления. В настоящее время исследуются, создают ли сами клетки новые клетки кожи и кровеносные сосуды, или их роль заключается в управлении процессами заживления путем высвобождения гормонов роста, которые, в свою очередь, активируют иммунные клетки.
Испытания, проведенные учеными на животных и коже человека в чашке Петри, продемонстрировали благотворное влияние стволовых клеток на заживление травм. В этих тестах исследователи взяли образец кожи и разделили его под микроскопом на живые потовые железы миллиметрового размера. Затем они умножили клетки, содержащиеся в этих железах, вне тела, и тем самым заставили их образовывать клетки разных типов: "Мы использовали их для заполнения субстрата, а затем поместили субстрат на рану, которую мы ранее создали на образце кожи." Результаты показали, что рана заживала значительно быстрее и лучше со стволовыми клетками, чем без них. Субстрат придает клеткам прочную структуру и может состоять из чего-то вроде коллагена, структурного белка соединительных тканей в организме человека, который впоследствии может быть заменен собственными волокнистыми белками организма. "Без этой структуры клетки попадали бы в кровоток и уносили бы от участка. Крайне важно, чтобы клетки оставались как можно более фиксированными на месте раны, так как только тогда они могут вступить в реакцию с кожей и принять участие в процессе заживления," говорит Круз. Он тесно сотрудничает с отделением пластической хирургии Университета Любека в области заживления ран.
С конца прошлого года Fraunhofer EMB сотрудничает с Bioenergy CellTec GmbH, которая переехала из Кельна в Любек. Для разработки новых продуктов для заживления ран эта биотехнологическая компания использует новый субстрат – биополимер, особенно подходящий для комбинации с клетками. Он гидрофильный, что означает, что он притягивает и вбирает воду, и обрабатывается таким образом, что делает его особенно привлекательным местом для колонизации клеток. Теперь оба партнера хотят объединить свои разработки и команду для производства продуктов, которые будут быстрее и лучше заживлять раны. "В частности, в случае хронических ран, которые часто не заживают даже в течение длительного периода времени, до сих пор не существует эффективного курса лечения," говорит доктор. Катрин Адлкофер, управляющий директор Bioenergy. Эти постоянно открытые раны вызваны больными венами или артериями, диабетом, опухолями, инфекциями или кожными заболеваниями.
Ученые Любека уже думают о других приложениях: "Стволовые клетки потовых желез не только легко культивировать, но и чрезвычайно универсальны." Круз и его команда уже тестируют лекарство от дегенерации желтого пятна – заболевания сетчатки, которое поражает пожилых людей. В случае имплантатов также меньше вероятность их отторжения, если они заключены в стволовые клетки, взятые из собственного тела пациента. Круз добавляет: "В долгосрочной перспективе мы могли бы создать банк клеток для молодых людей, чтобы хранить стволовые клетки их собственных потовых желез. Затем они будут доступны для использования, если человеку понадобятся новые клетки – возможно, после болезни или в случае аварии."