Лечение облысения

Половина населения нашей планеты подвержена различным формам облысения.

В начале 90-х Колин Яхода, исследователь Даремского университета (Durham University) в Англии, предпринял шаги, чтобы исправить недоработки в деле трансплантации волос. Известно, что при трансплантации волос волосы из затылочной области извлекаются в ходе операции либо вместе с полнослойным лоскутом кожи волосистой части головы (накладывается шов на затылочной части), либо в виде отдельных групп волосяных фолликулов (бесшовная методика).

Если иссекается лоскут кожи с волосами, то затем целая бригада операционных сестер вырезает из этого лоскута отдельные волосяные фолликулы. Вне зависимости от способа для вживления на лысой части головы используют графты — один-два-три фолликула, окруженных соединительной тканью (см. рисунок ниже). Однако при таком типе операций общее количество волос на голове, конечно же, не увеличивается. Поэтому скрыть значительную потерю волос таким способом достаточно сложно или вообще нереально.

Профессор Яхода в эксперименте выделил несколько клеток из корневой области фолликул мышиных усов и пересадил их в уши. В нетипичном месте выросли усы. Затем он взял группу клеток фолликула из собственной головы и пересадил их между тонкими волосами в руку своей жене.

Появился толстый темный волос, снабженный мужской ДНК. Этот опыт демонстрировал следующее: клетка, взятая у самого основания фолликула, может стимулировать регенерацию (восстановление) фолликулов и новый рост волос.

Графты собственных фолликулов пациента, используемые при трансплантации волос

Доктор Джерри Кули (Jerry E. Cooley, M.D.) (в центре) является сертифицированным дерматологом, членом Американского совета восстановительной хирургии волос (ABHRS), президентом Международного общества восстановительной хирургии волос (ISHRS). Консультант британской компании Intercytex, Ltd.

Джерри Кули одним из первых воспроизвел результаты экспериментов К. Яходы. Для этого он провел эксперимент на себе. Он извлек свой собственный волос с луковицей, культивировал специальные клетки фолликула и пересадил их себе в кожу предплечья руки. Через некоторое время в месте впрыскивания клеток под эпидермис выросли длинные тонкие и бесцветные волосы.

Том Бэрроуз из «Биоамида» (Англия) представил статью на биоинженерной конференции в Швейцарии. В 2001 году ему удалось вырастить волосы на пациенте, используя инъекции в кожу головы культивированных дермафолликулярных фибробластов (син. аутологичные папиллярные фибробласты или дермальные бугорочные клетки).

Бэрроуз считал, что клетки фолликулов волос для лечения алопеции могут быть взяты как из кожи головы самого пациента, так и из кожи головы любого другого человека-донора, а затем размножены путем клонирования в специализированных тканеинженерных лабораториях по методу К. Яходы.

Примерно 20% имплантированных клеток принимают участие в фолликулярном неогенезисе. Большая часть выращенных клеток при трансплантации в кожу головы участвует в реактивации существующих фолликулов, при этом происходит рост собственных «местных» волос, что позволяет обойтись без трансплантации фолликулярных графтов из затылочной области (взятых при операции волосяных фолликулов). Как и при трансплантации волос, используют фолликулы из задней части головы, генетически неподвластной процессу гормональных преобразований, которые приводят к мужскому классическому типу облысения.

Следует отметить, что длительное время существовало твердое убеждение, что в коже взрослых млекопитающих не могут образовываться новые волосяные луковицы. По заявлениям в зарубежной печати, исследование профессора дерматологии медицинского факультета Пенсильванского университета Джорджа Котсарелиса разрушило эту догму. Оказалось, что мыши с глубокими ранами кожи выращивали новые волосы при помощи молекулярного процесса, похожего на аналогичную активность в эмбриональном развитии.

Ученые обнаружили, что, если рана достигает определенных размеров, в ее центре начинают формироваться новые фолликулы, из которых вырастают волосы. Они не окрашены, но сливаются с окружающими их волосами и потому незаметны. Бездействующие эмбриональные молекулярные пути активизируются, направляя стволовые клетки в места повреждений. Новые волосяные луковицы вырастают из клеток эпидермиса, которые обычно не производят фолликулы. Обнаружив, как можно активизировать процесс регенерации, ученые заставили мышей вырастить в два раза больше новых волос, подавая определенный молекулярный сигнал пересаженными ростовыми клетками волос.

Способность образования de novo кожных дериватов в регенерирующей коже, например, ежей была продемонстрирована еще в 70-х годах прошлого века в СССР. Фундаментальные исследования этого вопроса проводились советским биологом Евгением Александровичем Ефимовым. Коллеги из Пенсильванского университета не упоминают о приоритетах России в этом вопросе.

В настоящее время определились лаборатории-лидеры по технологии клонирования волос: «Кулэй» (Cooley), «Интрацитэкс» (Intracytex) в Англии, «Йошизато» (Yoshizato) в Японии, «Гхо» (Gho), «Ангер» (Unger), Адеранский исследовательский институт (Филадельфия, США). Так, компания Intercytex проводит II фазу клинических испытаний технологии ICX-TRC — hair regeneration — трансплантации клеток — индукторов роста волос.

Принцип технологии изложен на странице:
http://www.intercytex.com/icx/products/pipeline/icxtrc/?t=popup

В американской биотехнологической компании RepliCel исследуется возможность клонирования волос из другой особой популяции клеток волосяного фолликула, которые были названы дермальными клетками чашки фолликула (Dermal sheath cup (DSC) cells). Руководитель исследований профессор Рольф Хоффман (Rolf Hoffmann) утверждает, что применение при клонировании волос DSC-клеток фолликула более эффективно, чем дермальных папиллярных клеток фолликула (DPC-cell). DSC-клетки по своей природе также предназначены для влияния на процесс регенерации волос в процессе жизненных циклов волосяных фолликулов. А кроме того, способны к развитию необходимых обновляемых компонентов волосяного фолликула человеческого волоса, — это дает возможность появляться новым волосам на коже головы.

На фото приведены сравнительные результаты трансплантации различных культивированных в условиях специализированной лаборатории популяций клеток волосяного фолликула в кожу уха экспериментальных мышей.

Сравнительные результаты трансплантации различных культивированных в условиях специализированной лаборатории популяций клеток волосяного фолликула в кожу уха экспериментальных мышей

Формирование de novo человеческого микрофолликула in vitro

Human hair follicle equivalents in vitro for transplantation and chip-based substance testing R Horland1*, G Lindner1, I Wagner1, B Atac1, S Hoffmann1, M Gruchow1, F Sonntag2, U Klotzbach2, R Lauster1, U Marx1,3 From 22nd European Society for Animal Cell Technology (ESACT) Meeting on Cell Based TechnologiesVienna, Austria. 15-18 May 2011

В целом технология компании RepliCel мало чем отличается от подходов других фирм и общей стратегии исследователей, работающих над проблемой клонирования волос. Клеточный трансплантат DSC-клеток также готовится в специализированной лаборатории. Клетки культивируются (выращиваются) в питательной среде внутри биореактора, далее «клонированные» клетки инъецируются обратно в кожу головы, давая рост новым волосам.

Компанией были получены важные практические выводы. Во-первых, испытания не выявили вредных побочных эффектов у пациентов, которым была применена эта технология восстановления волос, что позволяет безопасно применять этот метод лечения облысения в клинической практике. Во-вторых, через 6 месяцев после инъекций в кожу головы клонированных клеток у 63% участников испытаний отмечен рост волос более чем на 5%, а у некоторых он достигал без малого 20%.

Немецкие ученые из Берлинского технического университета под руководством профессора Роланда Лаустера вырастили в условиях лаборатории биоискусственные волосяные фолликулы из стволовых клеток животных. Планируется, что в скором будущем получится вырастить такими же методами волосяные луковицы человека из его собственных стволовых клеток, чтобы затем эти зачатки волос пересадить в случаях алопеции на кожу головы, лишенную волосяного покрова.

На рисунках А и В представлена схема распределения различных популяций клеток в волосяном фолликуле и их связь со структурами кожи

Клетки для выращивания в пробирках луковиц волос получали из самих же волос. Для этого здоровый волосяной фолликул извлекали из кожи, разрезали на мелкие кусочки и с помощью ферментов выделяли клетки для последующей сортировки. Затем клетки разных популяций раздельно культивировали — наращивали их количество. Далее из фибробластов дермальных сосочков формировали сфероиды, на них осаждали специальные белки и вносили клетки других популяций волоса — кератиноциты и меланоциты. При кокультивировании этих клеточных агрегатов происходило (при определенных условиях) формирование подобия органной структуры — микрофолликулов, которые, несмотря на мелкий размер, оказались способны формировать стержень волоса как в условиях лаборатории, так и при пересадке на кожу.

Японская исследовательская группа под руководством профессора Такаси Цудзи развивает концепцию объединения стволовых клеток эпидермиса и кожных сосочков в лаборатории, чтобы в пробирке создать зародыш волосяного фолликула, готовый для трансплантации в кожу и способный к регенерации и формированию нормального жизнеспособного фолликула со стержнем волоса.

На особой линии «голых» мышей, лишенных в результате мутаций волос и иммунитета, японские ученые вырастили биоинженерные волосяные фолликулы из человеческих стволовых клеток.

В капле коллагенового геля смешивается два и более вида клеток, необходимых для роста волос. С помощью специального инжектора в каждый шарик геля вносится примерно по 13 тысяч стволовых клеток. 10 тысяч взяты у самой мыши из эпидермиса кожи, остальные 3 тысячи — из более глубокой части соединительной ткани человека.

Смешавшись, эти клетки становятся основой формирования химерной биоискусственной волосяной луковицы. После трансплантации на спину голой мыши 28 таких биоинженерных конструкций на 1 см² через 2 недели выросло 124 волоса. Внесение в эту конструкцию дополнительных типов клеток позволяет сформировать нормальные структуры, окружающие волос, например мышцу, поднимающую волос, нервные волокна, сальные и потовые железы. Следует отметить успех достижения высокой плотности роста выращенных волос и их приближение по структуре и плотности к нормальным человеческим волосам. У человека на 1 см² головы растет от 60 до 120 волос.


Колин Ягода (Colin Jahoda), профессор Университета Дарема	Анжела Кристиано (Angela Christiano), профессор-дерматолог медицинского Центра Колумбийского университета (США)

Исследования английского ученого, первооткрывателя технологии мультипликации волос Колина Ягоды нашли мощное продолжение в сотрудничестве с исследователями из медицинского Центра Колумбийского университета в США. В ходе работы ученые вырезали у семи доноров, участвующих в эксперименте, волосяные корни и клонировали полученные из них клетки в лаборатории.

Существенным достижением стал принцип формирования из клеток волосяного корня человека "3D-сфероидов". При этом к культурам клеток не добавляли никаких дополнительных стимулирующих факторов роста.

В сфероидах удается сохранить генетическую идентичность клеточного материала, то есть изначальную дифференцировку и специфичность клеток, что позволяет не просто нарастить клеточную биомассу, но и сохранить потенции клеток к эффективному формированию новых волосяных фолликулов при обратной трансплантации. Сфероиды – зачатки новых волос не пересаживались человеку. Экспериментаторы создали химерную мышь.

Ей на спину пересаживали и приживляли лоскуты человеческой кожи. И уже в эти лоскуты пересаживали сфероиды-зачатки человеческих волос из пробирки

В результате спустя шесть недель на спине у мышей образовались новые волосяные фолликулы (в пяти из семи случаев), и выросли крошечные волоски, анализ ДНК которых подтвердил, что новые волосяные фолликулы были человеческими и генетически соответствовали своим донорам.

Источник: Лаборатория инновационных биомедицинских технологий

[4590]