Научное открытие, сделанное международной группой исследователей, может со временем найти полезное применение: замедлить признаки старения.
Команда ученых выяснила, как из стволовых клеток в человеческом организме возникают клетки кожного покрова, и даже смогла воспроизвести в лабораторных условиях небольшие сегменты кожи.
Исследование проводилось в рамках более широкой программы по изучению того, как на клеточном уровне строятся все составляющие человеческого организма.
Помимо замедления процесса старения, результаты исследования могут быть использованы и для создания искусственной кожи для пересадки и предотвращения шрамов.
Проект "Атлас клеток человека" — это одна из самых амбициозных исследовательских программ в области биологии. Проект международный, но его центр находится в Институте Сенгера в английском графстве Кембриджшир.
По словам одной из руководительниц проекта, профессора Музлифа Ханиффы, ведущиеся в его рамках исследования помогут ученым не только лучше лечить различные заболевания, но и найти новые способы дольше поддерживать наше здоровье и, возможно, даже выглядеть моложе.
"Если мы сможем управлять кожей и предотвращать старение, у нас будет меньше морщин, — утверждает профессор. — Если мы сможем понять, как клетки меняются с момента начального развития до старения во взрослом возрасте, то можно будет задаться вопросом: как нам омолаживать органы, как сделать сердце моложе, как сделать моложе кожу?"
Конечно, до этого еще далеко, но исследователи тоже не стоят на месте, в том числе в деле понимания того, как клетки кожи развиваются у зародыша на ранних стадиях развития человеческого организма.
Когда яйцеклетка только оплодотворилась, все человеческие клетки одинаковы. Но уже через три недели внутри стволовых клеток включаются определенные гены, передавая инструкции о специализации и компоновке для создания различных деталей нашего организма.
Исследователям удалось выяснить, какие гены, в какое время и на каких участках включаются, чтобы сформировать самый обширный человеческий орган — кожу.
Под микроскопом при обработке специальными реактивами эти гены выглядят как крошечные волшебные огоньки.
Оранжевые гены формируют поверхность кожи. Желтые определяют ее цвет, но есть и многие другие, которые формируют структуры, которые выращивают волосы, отвечают за потоотделение и защищают от внешних воздействий.
По сути ученые получили набор инструкций по созданию кожи человека и опубликовали эти инструкции в журнале Nature. Если научиться читать эти инструкции, перед вам откроются невероятные возможности.
К примеру, ученые уже знают, что зародышевая ткань заживает без шрамов и рубцов.
В новом наборе инструкций содержится информация о том, как именно это происходит, и одной из областей применения знания может стать попытка воспроизвести этот эффект на коже взрослого человека, к примеру при хирургических операциях.
Еще одним важным открытием стало то, что иммунные клетки играют решающую роль в формировании кровеносных сосудов в коже, и ученым удалось скопировать соответствующие генные инструкции в лаборатории.
Они использовали реактивы, чтобы в нужное время и нужных местах включать и выключать гены и таким образом вырастили из стволовых клеток в лабораторных условиях искусственную кожу.
Пока что у них получились лишь крошечные сегменты, из которых торчат маленькие волосинки.
По словам профессора Ханиффы, конечная цель — это совершенство технологии.
"Зная, как создать человеческую кожу, мы можем использовать это для лечения ожоговых пациентов и трансплантации тканей, — говорит она. — Еще один пример — если научиться создавать волосяные фолликулы, можно отращивать волосы у лысых людей".
Выращенная в лаборатории кожа может быть использована и для изучения врожденных кожных заболеваний и испытаний потенциальных новых методов лечения этих болезней.
Инструкции по включению и выключению генов рассылаются по всему зародышу и продолжают работать уже после рождения и до самого взросления, позволяя развиваться всем нашим органам и тканям.
В рамках проекта "Атлас клеток человека" за восемь лет его существования было проанализировано 100 млн клеток из различных частей тела. В результате были созданы черновые атласы мозга и легкого, а сейчас ученые продолжают работу над почками, печенью и сердцем.
На следующем этапе, по словам профессора Кембриджского университета Сары Тейхман, которая является одним из основателей и руководителей проекта, отдельные атласы должны быть соединены в единое целое.
"Это невероятно волнительно, потому что позволяет нам по-новому взглянуть на физиологию, анатомию, по новому понять человека, — призналась она в интервью Би-би-си. — Это приведет к тому, что будут переписаны учебники о нас, наших тканях и органах и о том, как они функционируют".
В ближайшие недели и месяцы планируется опубликовать "генетические инструкции" о том, как растут другие части нашего организма, и в итоге мы получим более полную картину "постройки" человека.
