Ένα κοινό αμινοξύ φαίνεται ότι επιταχύνει την επούλωση τραυμάτων

Νέα ευρήματα από επιστήμονες του Rockefeller University στη Νέα Υόρκη φέρνουν στο φως τον καθοριστικό ρόλο ενός κοινού αμινοξέος, της σερίνης, στην επιτάχυνση της επούλωσης τραυμάτων του δέρματος. Η μελέτη, που εστιάζει στη συμπεριφορά των βλαστοκυττάρων των θυλάκων της τρίχας (HFSCs), δείχνει ότι όταν τα επίπεδα σερίνης είναι μειωμένα, τα κύτταρα στρέφονται μακριά από την ανάπτυξη των μαλλιών και εστιάζουν στην αποκατάσταση του δέρματος. Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέες προοπτικές για τη θεραπεία χρόνιων τραυμάτων και την ενίσχυση της αναπλαστικής ικανότητας του οργανισμού.

Τα HFSCs είναι κύτταρα με σημαντικό ρόλο τόσο στην αναγέννηση των θυλάκων των μαλλιών όσο και στην επιδιόρθωση του δέρματος. Σε περίπτωση τραυματισμού, όταν τα ανώτερα στρώματα της επιδερμίδας έχουν υποστεί βλάβη, τα βλαστοκύτταρα αυτά επιστρατεύονται για να αναλάβουν την αποκατάσταση του τραύματος. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η παρουσία ή απουσία της σερίνης επηρεάζει άμεσα την απόφαση των HFSCs για το αν θα συνεχίσουν να προάγουν την ανάπτυξη τριχών ή θα αφιερώσουν την ενέργειά τους στην αναγέννηση του δέρματος.

Σύμφωνα με τον Jesse Novak, επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης και φοιτητή στο πρόγραμμα MD-PhD του Weill Cornell Medicine, η έλλειψη σερίνης λειτουργεί σαν ένας βιολογικός “διακόπτης” που καθοδηγεί τα κύτταρα να αλλάξουν κατεύθυνση. Όπως αναφέρει χαρακτηριστικά, «η αποστέρηση σερίνης ενεργοποιεί έναν ευαίσθητο μηχανισμό μέσα στο κύτταρο που καθορίζει την πορεία του – προς το δέρμα και μακριά από τα μαλλιά».

Η σερίνης, αν και θεωρείται μη απαραίτητο αμινοξύ, δηλαδή ο ανθρώπινος οργανισμός μπορεί να τη συνθέσει μόνος του, υπάρχει και σε πολλές τροφές, όπως κρέας, ψάρι, γαλακτοκομικά, σόγια και ξηρούς καρπούς. Παίζει κρίσιμο ρόλο στη σύνθεση πρωτεϊνών και στη λειτουργία πολλών μεταβολικών μονοπατιών. Όταν οι ερευνητές μείωσαν τα επίπεδα σερίνης και γλυκίνης (ένα ακόμα αμινοξύ) στη διατροφή ποντικιών, παρατήρησαν ότι τα HFSCs ανέστειλαν την ανάπτυξη τριχών και επιτάχυναν την επούλωση, ιδιαίτερα τη φάση της επαναεπιθηλιοποίησης, δηλαδή την αποκατάσταση του προστατευτικού φραγμού του δέρματος.

Ένας βασικός μηχανισμός πίσω από αυτή τη μεταστροφή είναι η ενεργοποίηση της ονομαζόμενης “ενσωματωμένης απόκρισης στο στρες” (integrated stress response – ISR), ενός κυτταρικού προγράμματος που ανταποκρίνεται σε καταστάσεις στρες όπως ο τραυματισμός ή η έλλειψη θρεπτικών στοιχείων. Όταν το ISR ενεργοποιείται στα HFSCs λόγω της μειωμένης διαθεσιμότητας σερίνης, τα κύτταρα μεταμορφώνονται και αποκτούν χαρακτηριστικά επιδερμικών βλαστοκυττάρων, που ειδικεύονται στην αποκατάσταση του δέρματος.

Η διαδικασία αυτή θυμίζει “ένταση ήχου”, όπως εξηγούν οι επιστήμονες. Όσο πιο έντονο είναι το στρες, τόσο περισσότερο το ISR μετατοπίζει τα κύτταρα από την αναγέννηση μαλλιών στην επιδιόρθωση του δέρματος. Μάλιστα, με φαρμακευτική παρέμβαση που προσομοίωνε την αποστέρηση σερίνης, οι ερευνητές κατάφεραν να ενισχύσουν την επούλωση τραυμάτων σε ποντίκια, σε βάρος όμως της τριχοφυΐας. Αντίθετα, η αναστολή του ISR μέσω αποκλεισμού ειδικών πρωτεϊνών περιόρισε την αναπλαστική ικανότητα του δέρματος, γεγονός που επιβεβαιώνει τον κεντρικό ρόλο αυτού του μηχανισμού.

Αξιοσημείωτο είναι ότι παρόμοια μοτίβα ενεργοποίησης του ISR βρέθηκαν και σε ανθρώπινες κυτταρικές καλλιέργειες από τραύματα σε φάση επούλωσης, κάτι που υποδεικνύει ότι πρόκειται για έναν εξελικτικά συντηρημένο μηχανισμό που λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο σε πολλά είδη.

Όπως σχολίασε η Elaine Fuchs, διευθύντρια του εργαστηρίου Ανάπτυξης και Κυτταρικής Βιολογίας στο Rockefeller και επικεφαλής της μελέτης, «κανείς δεν θέλει να χάσει μαλλιά, αλλά σε συνθήκες επιβίωσης, η αποκατάσταση της επιδερμίδας είναι προτεραιότητα». Όπως εξηγεί, ένα φαλακρό σημείο δεν αποτελεί απειλή για έναν οργανισμό, σε αντίθεση με ένα ανοιχτό τραύμα.

Όσο για την ενίσχυση της τριχοφυΐας με επιπλέον σερίνη, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ακόμη και εξαπλάσια ποσότητα στη διατροφή αύξησε τα επίπεδα σερίνης στο αίμα μόνο κατά 50%, υποδηλώνοντας ότι ο οργανισμός ρυθμίζει αυστηρά την πρόσληψη του αμινοξέος. Παρόλα αυτά, όταν οι επιστήμονες εμπόδισαν την εσωτερική παραγωγή σερίνης από τα HFSCs, η εξωτερική ενίσχυση μέσω διατροφής φάνηκε να βοηθά στην αποκατάσταση της ανάπτυξης των μαλλιών.

Οι ερευνητές σχεδιάζουν να συνεχίσουν τις δοκιμές με τη σερίνη, εξετάζοντας και άλλα αμινοξέα, για να διαπιστώσουν εάν έχουν παρόμοια δράση. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα βλαστοκύτταρα αποφασίζουν τη λειτουργία τους υπό συνθήκες στρες ενδέχεται να έχει ευρύτερες εφαρμογές στην αναγεννητική ιατρική, ιδιαίτερα σε καταστάσεις όπως τα εγκαύματα ή οι χρόνιες πληγές σε διαβητικούς ασθενείς.

Παράλληλα, η ελεγχόμενη παρέμβαση στο ISR ίσως ανοίξει τον δρόμο και για την αντιμετώπιση της απώλειας μαλλιών που σχετίζεται με τραύματα ή άγχος, υπό την προϋπόθεση ότι θα διασφαλιστεί η ασφάλεια, καθώς παρόμοιοι μηχανισμοί αξιοποιούνται και από τα καρκινικά κύτταρα.

[via]