Что такое матрикс для кожи лица

Обновлено: 22.04.2024

BIOMATRIX – это биологически-активный комплекс в ампулах, разработан с целью коррекции возрастных изменений и профилактики старения на клеточном уровне.

Препарат:

восполняет дефицит гиалуроновой кислоты в тканях, устраняет обезвоживание кожи;
усиливает эндогенный синтез тропоэластина и эластина путем стимуляции пролиферации фибробластов;
активирует гены, связанные с фокальными контактами и синтезом коллагена, особенно индуцируя синтез коллагена типа I (+ 47%)‚ IV, VI, и ХIV;
активирует процессы тканевого метаболизма (усиливает клеточное дыхание, транспорт ионов, синтез белков, стимуляцию образования АТФ);
активизирует репарацию ДНК и запускает механизмы самокоррекции и устранения ошибок в ДНК, обусловленные экзогенными факторами;
телохранитель целостности генома;
снижает уровень УФ-индуцированного повреждения ДНК
Биоматрикс абсолютно безболезненный, поскольку имеет физиологичный pH0 - 7.4

Препараты линии Biomartix созданы российскими специалистами на производственной базе Научного центра вирусологии и биотехнологии ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» г. Новосибирск.

Серьезный научный подход и плодотворное сотрудничество с международными экспертами привели к разработке уникальных технологий, сочетающих возможности процедур мезотерапии и биоревитализации.

Для производства используются самое современное и технолоическое сырье, которое соответствует высоким требованиям фармакопеи Европы и США, GMP и ISO.

Все продукты линии Biomartix имеют все необходимые сертификационные документы на территории РФ.

Что за процедура биоматриксация?

Биоматриксация - это инновационная процедура восполнения компонентов внеклеточного матрикса кожи пациента, а также восстановления (репарации) ДНК клеток.
Поликомпонентный коктейль, усиленная низкомолекулярной гиалуроновой кислотой, уникальной формулой пептидов, а также инновационным компонентом.
Мгновенный результат (сразу после процедуры) – кожа становится бархатистой, увлажненной, улучшается цвет лица, появляется эффект «сияния». Кратчайший период реабилитации – менее 2х часов (биоматриксация – процедура «обеденного перерыва»).
Отложенный результат (после курса процедур) – снижается количество мелких морщин, сокращается глубина крупных морщин, кожа становится значительно плотнее, увеличивается ее упругость и эластичность, контуры лица становятся более четкими, уменьшается обвисание кожи.
Важным отличием биоматриксации с использованием препарата BIOMATRIX является то, что после завершения курса процедур не возникает «синдрома отмены» (проявляющаяся ухудшением состояния кожи пациента), который может быть связан со снижением выработки собственной гиалуроновой кислоты и увеличением активности гиалуронидазы.

Показания к применению:

Возрастные изменения кожи: снижение тонуса, тургора, эластичности, появление морщин
Серый тусклый цвет лица, гиперпигментация
Регидрация кожи, разрушение коллагенового каркаса
Профилактика фото- и хроностарения
Обвисание кожи, птоз
Акне, постакне
Состояние кожи после пластических операций, химического пилинга, лазерной дермабразии
Подготовка кожи к пластическим операциям

Эффекты:

Уменьшается объем и глубина морщин, увеличивается эластичность и упругость кожи;
Восстановление цвета и баланса кожи;
Гидратация, восстановление кожи после обезвоживания;
Коррекция проявлений гравитационного птоза кожи;
Уменьшение следов и рубцов от угревой сыпи;
Борьба с проявлениями угревой сыпи;
Сокращение реабилитационного периода после пластических операций, химического пилинга, лазерной дермабразии;
Профилактика осложнений, оптимизация результата – подготовка к пластическим операциям.

Состав препарата Biomatrix:

NovHyal® - инновационное решение компании «Новые технологии»

NovHyal® – естественный структурный компонент гиалуроновой кислоты. Этот компонент является специфическим субстратом для синтеза гиалуроновой кислоты и протеогликанов. Доказано, что этот компонент приводит к существенному увеличению содержания гиалуроновой кислоты в межклеточном матриксе.
Экспериментально подтверждено, что NovHyal® активирует синтез гиалуроновой кислоты не только в фиброластах, но и кератиноцитах, тем самым влияя на кератинизацию – оптимизируя процессы эксфолиации и скорости дифференцировки кератиноцитов.
Ингибирует ферменты, разрушающие компоненты внеклеточного матрикса, в том числе коллагеназу, гиалуронидазу, эластазу, фосфолипазу А2, а также снижает активность лизосомальных ферментов и радикалов супероксида.
Подавляет активацию Матриксных Металлопротеиназ в облученных ультрафиолетом человеческих фибробластах, тем самым влияя на процессы ремоделирования коллагена и предотвращая его разрушение под влиянием ультрафиолета.
Обладает доказанными депигментирующими свойствами. Механизм действия заключается в ингибировании (подавлении) гликозилирования тирозиназы – важного этапа синтеза меланина.

Пептиды:

- Ацетил Гексапептид-51 амид
- Ацетил тетрапептид-2
- Ацетиларгинилтриптофил Дифенилглицин
- Ацетил гексапептид – 37
- Ацетил-тетрапептид-5
- Матриксил

Натрия гиалуронат
20 АМИНОКИСЛОТ

Незаменимые аминокислоты: Валин, Изолейцин, Лейцин, Лизин, Метионин, Треонин, Триптофан, Фенилаланин, Аргинин, Гистидин

Заменимые аминокислоты: Глицин, Аланин, Пролин, Серин, Цистеин, Аспартат, Аспарагин, Глутамат, Глутамин, Тирозин

14 ВИТАМИНОВ

Витамин А (ретинол), витамин С (аскорбиновая кислота), витамин D (кальциферол), витамин Е (токоферол), витамин K (менадион).
Витамины группы В: Витамин В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В3 (никотинамид), В5 (пантотеновая кислота), В6 (пиридоксин), В8 (биотин), В9 (фолиевая кислота), B10 (P-аминобензойная кислота), B12 (цианокобаламин

9 МИНЕРАЛОВ

Натрия хлорид, Калия хлорид, Кальция хлорид гексагидрат, Магния сульфат гептагидрат, Натрия фосфат двузамещенный додекагидрат, Калия фосфат однозамещенный, Железа нитрат нонагидрат, Натрия ацетат, Натрия бикарбонат

Глутатион
Токоферол

Компоненты нуклеиновых кислот

АТФ (Аденозинтрифосфат), АМФ (Аденозинмонофосфат), Холестерол, Дезоксирибоза, Гуанин, Рибоза, Тимин, Урацил

BIOMATRIX гель по 2 мл в запаянных ампулах в пачке из картона по 5 ампул. (2мл × 5 ампул)

Условия хранения: При температуре от +2 до +8 ºС в помещениях, защищенных от солнечного света.

Произведен: ФБУН ГНЦ ВБ «ВЕКТОР» Роспотребнадзора по заказу ООО «Новые технологии»

ПО ВОПРОСАМ ПРИОБРЕТЕНИЯ ОБРАЩАЙТЕСЬ К МЕНЕДЖЕРАМ УЧЕБНО-КОНСУЛЬТАЦИОННОГО ЦЕНТРА «ОЛТА»

Внеклеточный матрикс (ВМК, англ. extracellular matrix, ECM) — внеклеточные структуры ткани (интерстициальный матрикс и базальные мембраны). Многокомпонентная субстанция, в которую погружены все клетки нашего организма. В последнее десятилетие интерес к внеклеточному матриксу значительно возрос. Это связано с установлением его роли в старении, клеточной дифференцировке, успешной терапии рака и лечении некоторых наследственных заболеваний.

Компоненты ВКМ синтезируют специализированные клетки. В соединительной ткани наиболее распространены фибробласты, но формировать ВКМ умеют и другие клетки: в хрящах, это хондроциты, а в костях — остеобласты. Компоненты матрикса могут синтезировать и клетки прилегающих органов: например, клетки эпителия сосудов производят компоненты рыхлой соединительной ткани.

Разрушители ВКМ. Порядок в ВКМ наводят белки — разрушители его компонентов. Наиболее важные из них, металлопротеиназы, «расчищают путь» клеткам, которые движутся в ВКМ, и уничтожают старые и «сломанные» компоненты матрикса.

Основное вещество ВКМ. Основу матрикса формируют гиалуроновая кислота и особые белки: гликопротеины и протеогликаны. В состав ВКМ входит и множество других белков со специфической функциональной нагрузкой.

В гликопротеинах доля углеводов не превышает 20%, углеводные цепи короткие, имеют нерегулярное строение и не содержат уроновых кислот. Это структурные белки, как коллаген и эластин. За счет самого распространенного структурного белка в организме — коллагена — ВКМ приобретает прочность, а за счет эластина — гибкость и эластичность.

Протеогликаны — сложные белки с высокой степенью гликозилирования, часто имеющие в своем составе уроновые кислоты. 90–95% массы такой молекулы составляют длинные углеводные цепи регулярного строения, а на белки приходится лишь 5–10%. Такое строение обуславливает высокую молекулярную массу протеогликанов. Протеогликаны запасают воду и полезные вещества. Выполняют функцию наполнителя (основного вещества). Благодаря полярной природе и сильному отрицательному заряду, они связывают катионы и основную часть воды. Играют роль межтканевых прослоек и смазочного материала в суставах.

Интегрины — трансмембранные клеточные рецепторы, которые взаимодействуют с матриксом и участвуют в межклеточной коммуникации. Благодаря этим контактам в клетках активируются сигнальные каскады, регулирующие экспрессию генов, отвечающие за пролиферацию и дифференцировку клеток, их выживание или апоптоз.

Межклеточный матрикс выполняет разнообразные функции:

является основой соединительной ткани, её клетки образуют с веществами матрикса межклеточные контакты (гемидесмосомы, адгезивные контакты и др.), которые могут выполнять сигнальные функции и участвовать в локомоции клеток;
обеспечивает механические контакты между клетками, образует механически прочные структуры (кости, хрящ, сухожилия и суставы) и транспорт химических веществ;
составляет основу фильтрующих мембран (например, в почках);
изолирует клетки и ткани друг от друга (например, обеспечивает скольжение в суставах и движение клеток);
формирует пути миграции клеток, вдоль которых они могут перемещаться, например, при эмбриональном развитии.

Межклеточный матрикс имеет различные составные вариации и выполняет множество функций.

Клеточная мембана - это двойной слой липидов, большинство из которых – фосфолипиды. Интегрины, дистрогликаны и рецепторы домена дискоидина (DDR) – белки, пронизывающие мемрану клетки. Являются клеточными рецепторами, взаимодействуют с внешней средой и передают межклеточные сигналы.

Базальная мембрана разделяет клетку и соединительную ткань (матрикс). Значит, практически все клетки вступают в контакт с матриксом напрямую. Базальная мембрана сформирована ламинином (светлая пластинка) и коллагеном 4 типа (темная пластинка), они объединены белком нидогеном (энтактином), из этих компонентов создана пространственная структура, обеспечены механическая поддержка и защита клеток.

Фибронектин – белок клеточной адгезии, гликопротеин, также отвечающий за структуру ткани, может формировать мультимерные цепочки. Участвует в адгезии, то есть сцеплении клеток. Они помогают клеткам закрепляться на поверхностях и отвечают за их рост и перемещение в ВКМ.

Также в базальной мембране содержатся молекулы протеина перлекана, занимающегося поддержкой физиологического (эндотелиального) барьера между кровеносной системой и центральной нервной системой. Участвует в нейромышечном соединении, отвечая за доставку нервных импульсов к мышечным клеткам. Обеспечивает защиту нервной ткани от находящихся в крови микроорганизмов, токсинов, клеточных и гуморальных факторов иммунной системы, которые воспринимают нервную ткань как чужеродную.

Далее располагается межклеточный матрикс или соединительная ткань. Его составляющие:

Коллагены - белки, состоящие из остатков аминокислот (или пептидов). Молекула коллагена - это спираль из трёх закрученных аминокислотных (пептидных) цепочек. Эти цепочки объединяются в «жгуты» из цепочек — фибриллы, а из пучков фибрилл состоят как раз коллагеновые волокна. Фибриллярные белки, составляющие основу соединительной ткани организма (сухожилия, кости, хрящи, дерма и т.д.), их волокнами пронизан ВМК. Характерные свойства - прочность на разрыв, эластичность и гибкость. Эластичным белком с аналогичными свойствами является эластин.

Эластин формирует трехмерную сеть белковых волокон. Она обеспечивает механическую прочность ткани, обеспечивает контакты между клетками, формирует пути миграции клеток, вдоль которых они могут перемещаться, изолирует разные клетки и ткани друг от друга.

Аггрекан (протеогликановый хондроитинсульфат) – хрящевой специфичный протеогликановый ядерный белок. Связывает фибриллы коллагена II типа, удерживает и связывает воду, ГК и белки, формируя осмос, а значит, делает соединительную ткань устойчивой к большим нагрузкам. Области высокого содержания аггрекана и глюкозаминогликана способствуют осмосу, необходимому для нормального функционирования хрящевой ткани, создают «разбухание» ткани, которое препятствуют внешнему давлению на неё.

Гиалуроновая кислота (ГК) синтезируется встроенными в мембрану белками и затем «выдавливается» через нее в межклеточное пространство. ГК помогает интегринам проводить сигналы в клетку, регулирует клеточный ответ на эти сигналы и дает клеткам возможность закрепляться на различных поверхностях. Она участвует в регенерации ткани. Содержится во многих биологических жидкостях, в том числе синовиальной, отвечает за вязкость соединительной ткани. В связке с аггреканом формирует устойчивость к компрессии. Это основной компонент биологической смазки и суставного хряща, в котором присутствует в виде оболочки каждой клетки (хондроцита).

Коллаген 7 типа - связующий структурный компонент. Например, в коже это якорные фибриллы в связке дермы (собственно кожи) и эпидермиса. То есть он «скрепляет» и удерживает коллагеновые пучки IV-го типа (базальная мембрана, «держит в тонусе» эпидермис) и коллагеновые волокна I и III типов (основное пространство дермы).

Внеклеточный матрикс (межклеточный) (англ. extracellular matrix, ECM) —внеклеточные структуры ткани. Внеклеточный матрикс составляет основу соединительной ткани, объединяет разрозненные клетки в единый многоклеточный организм, обеспечивает механическую поддержку клеток и транспорт химических веществ.

ВКМ словно «государство» для клеток: он отвечает за их благополучие и управляет всеми аспектами жизни, от питания и размножения до смерти.

Компоненты ВКМ синтезируют специализированные клетки. В соединительной ткани наиболее распространены фибробласты, но создавать ВКМ умеют и другие клетки: в хрящах, например, это хондроциты, в костях - остеобласты.

Компоненты матрикса могут синтезировать и клетки прилегающих органов: например, клетки эпителия сосудов производят компоненты рыхлой соединительной ткани.

Межклеточный матрикс выполняет разнообразные функции:

обеспечивает механические контакты между клетками,
образует механически прочные структуры, такие, как кости, хрящ, сухожилия и суставы,
составляет основу фильтрующих мембран (например, в почках),
изолирует клетки и ткани друг от друга (например, обеспечивает скольжение в суставах и движение клеток),
формирует пути миграции клеток, вдоль которых они могут перемещаться, например, при эмбриональном развитии.

Таким образом, межклеточный матрикс чрезвычайно вариабелен как по химическому составу, так и по выполняемым функциям.

Металлопротеиназы – белки, наводящие порядок в ВКМ, разрушители его компонентов. Они «чистят путь» клеткам, которые движутся в ВКМ, и уничтожают старые и «сломанные» компоненты матрикса.

Основные компоненты внеклеточного матрикса - гликопротеины, протеогликаны и гиалуроновая кислота. В состав внеклеточного матрикса входит множество других компонентов: белки интегрин, фибронектин, фибрин, эластин и др. Коллаген является превалирующим гликопротеином внеклеточного матрикса.

Гликопротеины - двухкомпонентные белки, в которых белковая (пептидная) часть молекулы ковалентно соединена с одной или несколькими группами гетероолигосахаридов.

Доля углеводов не превышает 20%, углеводные цепи короткие, имеют нерегулярное строение и не содержат уроновых кислот.

Это такие важные структурные белки, как коллаген и эластин. Благодаря коллагену ВКМ приобретает прочность, а эластин дает гибкость и эластичность.

Протеогликаны – высокомолекулярные соединения, состоящие из белка (5–10%) и гликозаминогликанов (90–95%). Это строение объясняет их высокую молекулярную массу, также они образуют основное вещество межклеточного матрикса.

Они запасают воду и полезные вещества, выполняют функцию «магазина», из которого клетки получают необходимые «продукты». Кроме того, протеогликаны играют роль межтканевых прослоек и смазочного материала в суставах.

Интегрины - трансмембранные гетеродимерные клеточные рецепторы, взаимодействующие с внеклеточным матриксом и передающие различные межклеточные сигналы. От них зависит форма клетки, её подвижность, они участвуют в регулировке клеточного цикла.

С помощью таких взаимодействий в клетках активируются сигнальные каскады, регулирующие экспрессию генов, отвечающие за пролиферацию и дифференцировку клеток, их выживание или апоптоз.

Структурно интегрины представляют собой облигатные гетеродимеры: каждый состоит из одной α- и одной β-субъединицы.

Интегрины улавливают химические и физические сигналы из внеклеточного матрикса и проводят их в клетку. Сигнал от интегринов передается в ядро через белки цитоскелета и сигнальные белки — это способ управления внеклеточного матрикса экспрессией генов и регулировка клеточной пролиферации. При посредничестве белков цитоскелета ВКМ также управляет формой и движениями клеток.

Фибронектины - адгезивные белки. Интегрины превращают фибронектины в нерастворимые нити - компоненты внеклеточного матрикса. Они помогают клеткам закрепляться на поверхностях и отвечают за их рост и перемещение в ВКМ

Молекулы фибронектинов - димеры сходных между собой полипептидных цепей (250 кДа), связанных дисульфидными связями. Субъединицы подразделяются на ряд различных «доменов» способных связываться с клеточными рецепторами, коллагенами, фибрином и протеогликанами. Такая особенность строения фибронектинов придает им свойство «молекулярного клея».

Гиалуроновая кислота (гиалуронат) - несульфированный гликозаминогликан, входящий в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей. Является одним из основных компонентов внеклеточного матрикса, содержится во многих биологических жидкостях (слюне, синовиальной жидкости и др.).

Синтезируется встроенными в мембрану белками и затем «выдавливается» через нее в межклеточное пространство. По составу ГК похожа на углеводную часть протеогликана - это полимер из остатков D-глюкуроновой кислоты и D-N-ацетилглюкозамина. ГК помогает интегринам проводить сигналы в клетку, регулирует клеточный ответ на эти сигналы и, как фибронектин, дает клеткам возможность закрепляться на различных поверхностях.

Внеклеточный матрикс есть во всех тканях организма, поэтому сбои в его функционировании ведут к развитию болезней соединительной ткани, преждевременному старению и гибели клеток. Для лечения заболеваний, связанных с нарушениями структуры соединительной ткани, необходимо изучать ВКМ. Таких болезней множество, они могут протекать тяжело и значительно ухудшать качество жизни пациентов.

Первые признаки старения, которые сразу заметны - слабость, хрупкость костей, появление морщин и возрастной пигментации. Многие из этих проблем связаны с необратимыми изменениями во внеклеточном матриксе.

Одна из причин старения кожи - нарушение работы фибробластов (клеток, синтезирующих компоненты ВКМ). При этом благополучие фибробластов зависит от состояния внеклеточного матрикса, получается замкнутый круг.

Обзор

Визуализация секреции экзосом.

Автор

Редакторы

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Над «эликсиром красоты и молодости» трудились все: от древних греков до алхимиков, от ведуний до врачей современности. И пусть все еще не существует «эликсира молодости» или «таблетки от старости» — на сегодняшний день уже есть ряд открытий и исследований, позволяющих обновить клетки различных тканей. В данном обзоре внимание будет сконцентрировано на коже и механизмах ее искусственной регенерации.

Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021

Эта работа заняла второе место в номинации «Школьная» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.

Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

Партнеры номинации — медико-биологическая школа «Вита» и «Новая школа».

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Кожа молодая и старая

Для начала разберемся, как устроена кожа. Верхний слой — эпидермис — защищает ее от механических повреждений. Под ним расположена дерма, или собственно кожа. В ней залегают протоки желез, нервные окончания, волосяные луковицы, мышечные волокна.

Наконец, «фундаментом» кожи является внеклеточный матрикс (ВКМ). Его основные элементы: гиалуроновая кислота, эластические и коллагеновые волокна — поддерживают структуру кожи, обеспечивая ей здоровый и подтянутый вид. Кроме того, в матриксе содержатся фибробласты — специальные клетки, которые отвечают за его регенерацию — и металлопротеиназы — ферменты, разрушающие вышедшие из строя элементы матрикса. Больше узнать о ВКМ можно в статье «Что такое внеклеточный матрикс и почему его все изучают» [1].

Чем же старая кожа отличается от молодой? Один из самых очевидных признаков — морщины. Они появляются как раз из-за изменений в матриксе: старые коллагеновые волокна начинают разрушаться металлопротеиназами быстрее, чем фибробласты синтезируют новые.

Причина такого сбоя в том, что с возрастом изменяется количество и активность фибробластов. Из-за этого они синтезируют новые волокна коллагена медленнее и в меньших количествах. В то же время увеличивается количество фермента металлопротеиназы, разрушающей уже существующие волокна. В итоге кожа становится морщинистой и дряблой, а ресурсов на восстановление у нее все меньше и меньше. Доказано, что возрастные снижения активности деления и коллагенового синтеза фибробластов связаны с понижением факторов (особых белков-активаторов), связанных с их ростом и развитием, например, с PDGF (связывается с рецепторами фибробластов и повышает их способность к делению) и TGF-beta (участвует в матричном биосинтезе фибробластов).

Поврежденная кожа

Однако на активность фибробластов, целостность коллагеновых нитей и количество металопротеиназы влияет не только возраст. Кожа может сильно повреждаться в результате механического воздействия и внешних факторов, таких как грязный воздух, курение, несбалансированное питание или УФ-излучение. Для последнего даже введен термин «фотостарение», означающий ухудшение состояния кожи в результате избытка попадающего на нее ультрафиолета [2], [3]. Признаками фотостарения является гиперпигментация, сухость, грубость и тусклый цвет кожи. Более того, результатом фотостарения может стать рак кожи.

Реакцией кожи на повреждение является запуск процесса заживления. Стенки сосудов на поврежденном участке становятся липкими; к ним приклеиваются тромбоциты и лейкоциты, образуя «пробку». В то же время запускается каскад химических реакций, превращающий один из растворимых белков крови — фибриноген — в нерастворимый фибрин. С помощью этого белка «пробка» из тромбоцитов дополнительно уплотняется, и на месте раны образуется характерная темная корочка, если рана открытая, или темное пятно и уплотнение, если повреждены только внутренние слои кожи (например, при легких ожогах страдает в первую очередь дерма, при этом кожный покров остается целым). Далее подключаются фибробласты: они мигрируют к поврежденному участку кожи, активно делятся и начинают продуцировать коллаген. В результате среда внутри тканей становится более благоприятной; на поврежденном участке запускаются процессы реэпителизации (восстановления кожи) [4].

Однако полная регенерация практически невозможна, и в результате на месте повреждения остается шрам.

Относительно недавно перед учеными открылся новый способ омоложения кожи и улучшения ее качества. Он основан на терапевтических свойствах экзосом, секретируемых стволовыми клетками: мезенхимальными стромальными клетками в случае механических повреждений кожи и человеческими индуцированными плюрипотентными клетками — в случае проведения клеточного омоложения. Стоит признаться, что на данном этапе этот способ является далеко не самым эффективным и требует множества дополнительных исследований, однако его потенциал неоспорим.

Экзосомы: что это такое?

Экзосомы — «бутылочная почта» организма. Это мелкие мембранные пузырьки, которые выделяются в межклеточное пространство клетками самых разных тканей и органов и с кровью разносятся по организму. Внутри пузырьков находится «коктейль» из белков, ДНК, разных видов РНК и липидов [5]. Компоненты этого коктейля могут участвовать в межклеточной коммуникации, иммунном ответе и многих других процессах. В статьях «Биомолекулы» «Нобелевская премия по физиологии и медицине (2013): везикулярный транспорт» и «Экзосома — механизм координации и взаимопомощи клеток организма» вы можете узнать больше об экзосомах и их роли в межклеточной коммуникации [6], [7].

Из всего коктейля наибольший интерес представляют микроРНК, так как, видимо, именно ими обусловлен терапевтический эффект экзосом.

Как уже было сказано, экзосомы, использующиеся для терапии кожи, выделяются из мезенхимальных стромальных клеток и человеческих индуцированных плюрипотентных клеток. Рассмотрим свойства обоих типов клеток и их экзосом.

Мезенхимальные стромальные клетки и их экзосомы в лечении кожи

Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) — это стволовые клетки, которые находятся в соединительной ткани. Из них получаются остеобласты, хондроциты и адипоциты.

Кроме того, эти клетки обладают мощным потенциалом для восстановления кожи. Доказано, что MСК оказывают положительный эффект на раны и шрамы: после терапии следы от повреждений почти пропадают, а раны заживают в разы быстрее [8].

В силу своей способности к неограниченному делению (как и другие стволовые клетки), мезенхимальные клетки стали привлекательным вариантом для использования в регенеративной медицине. На сегодня эти клетки — важный компонент клеточной терапии, направленной на ускорение и оптимизацию лечения повреждений кожи. Стоит отметить, что в ранних исследованиях изучали мезенхимальные стромальные клетки костного мозга (МСКкм). Однако костный мозг — ограниченный ресурс, да и процедура по получению из него клеток очень болезненна. Поэтому в последнее время идет активный поиск альтернативных «депо» для извлечения МСК. Таковыми являются жировая ткань, эпидермальная ткань, амниотическая жидкость (рис. 1) [9]. Интересно, что биологический эффект МСК зависит не от места, откуда вы их взяли, а от микросреды, в которую поместили. Например, когда МСК попадают на место свежего повреждения, они работают на ускорение реэпителизации, а в месте, где реэпителизация уже прошла, — подавляют процесс образования шрама [8].

Рисунок 1. Применение МСК, выделенных из жировой ткани, в решении различных проблем, связанных с кожей.

Более продвинутой является терапия не самими МСК, а их экзосомами. Эффект от лечения такой же, как и при клеточной терапии; при этом у экзосом есть ряд преимуществ: они легко выделяются из клетки, не требуют особых условий хранения и транспортировки и могут быть применены в удобное для пациента время. При этом они обладают большой терапевтической эффективностью без риска образования опухолей или отторжения в результате иммунного ответа организма [10].

Недавние исследования открывают нам еще одно преимущество экзосом перед МСК: оказывается, экзосомы могут менять свой «коктейль» в зависимости от микросреды клетки, которая их продуцирует (рис. 2) [11]. В будущем это позволит ученым «подстраивать» экзосомы под конкретные задачи, например, для регенерации фибробластов или для высокоэффективного заживления раны.

Молекулярный механизм, обуславливающий терапевтический эффект мезенхимальных экзосом, требует более детального изучения, так как на данный момент большинство экспериментов проводились на животных.

Рисунок 2. Как изменения микросреды влияют на состав продуктов секреции МСК-экзосом.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) были открыты в 2006 году японским ученым Синъя Яманака. В 2012 году совместно с Джоном Гердоном он получил за эту разработку Нобелевскую премию.

Наша жизнь начинается, когда оплодотворенная яйцеклетка делится и образует дочерние клетки, которые, в свою очередь, продолжат делиться. Вначале все клетки полностью идентичны, но в процессе развития они превращаются в клетки различных тканей. Яманака предположил, что есть какие-то специальные гены, отвечающие за то, будет ли клетка стволовой или дифференцируется в специализированную клетку. В ходе экспериментов на мышах ученый действительно обнаружил четыре гена — Oct3/4, Sox2, Klf4 и cMyc — которые отвечают за индуцирование плюрипотентности в мышиных зародышевых и взрослых фибробластах. В активированном состоянии эти гены способны перепрограммировать клетки кожи мыши обратно в стволовые клетки, которые, в свою очередь, могут превратиться в любой тип клеток тела [12].

Плюрипотентные стволовые клетки неограниченно делятся и дифференцируются в клетки всех трех зародышевых листков. Эти две особенности делают ПСК привлекательным ресурсом для клеточной терапии различных болезней и травм. Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (чиПСК) были получены в 2007. С тех пор множество лабораторий провели клинические эксперименты на добровольцах, а некоторые из них даже внедрили методы клеточной терапии с использованием чиПСК в свою практику.

В дерматологии этот метод был применен недавно, однако уже сегодня есть результаты исследований, указывающие на то, что чиПСК, а точнее — их экзосомы — замедляют старение кожи и возобновляют процессы ее регенерации. Однако при работе с иПСК возникает ряд сложностей: например, они все же слегка отличаются от эмбриональных стволовых клеток, а также довольно часто оказываются онкогенными [12]. Подробнее об этом читайте в статье «Снежный ком проблем с плюрипотентностью» [13]. Экзосомы иПСК более «дружелюбны» по отношению к нашему организму и имеют меньше побочных эффектов, не уступая в количестве положительных.

Что могут экзосомы плюрипотентных стволовых клеток

Во-первых, экзосомы иПСК ускоряют пролиферацию фибробластов (рис. 3). Интересно, что «передозировка» экзосомами практически невозможна: если доза слишком велика, то «лишние» экзосомы просто не проявляют никакой активности [14].

Рисунок 3. Влияние иПСК-экзосом на пролиферацию фибробластов у человека в течение 48 часов.

Кроме пролиферации, экзосомы иПСК повышают клеточную миграцию фибробластов, из-за чего восстановление кожи после механического повреждения идет быстрее. Для исследования эффекта иПСК-экзосом на миграцию фибробластов ученые наблюдали за изменением количества фибробластов на свежеповрежденном участке кожи. В результате стало ясно, что количественные показатели фибробластов, обработанных иПСК-экзосомами, куда выше, чем у контрольной группы (рис. 4).

Рисунок 4. Сравнение активности миграции фибробластов в контрольной группе и фибробластов, предварительно обработанных иПСК-экзосомами.

В начале статьи упоминалось пагубное влияние УФ-излучения на кожу: от его воздействия разрушаются нити коллагена, повреждаются фибробласты и увеличивается количество металлопротеиназ. Оказывается, иПСК-экзосомы могут помочь и здесь: они восстанавливают поврежденные фибробласты и повышают их жизнеспособность более чем на 20% (рис. 5)! Таким образом, через уменьшение негативного влияния ультрафиолета на фибробласты кожи, иПСК-экзосомы косвенно влияют на процессы регенерации и пролиферации кожи в целом [14].

Рисунок 5. Влияние иПСК-экзосом на клетки кожи, поврежденные в результате воздействия УФ-лучей.

Недостатки методов клеточной терапии кожи с участием стволовых клеток

Какими бы многообещающими ни были эксперименты со стволовыми клетками, их использование для терапии в последнее время теряет популярность. Основными причинами являются иммунный ответ организма в ответ на введение стволовых клеток донора и их последующее отторжение и онкогенность стволовых клеток в целом, а особенно иПСК. Это обусловлено репрограммирующими факторами (Oct3/4, Sox2, Klf4, и cMyc), которые связаны с онкогенезом, и генетическими мутациями, которые случаются при быстром делении стволовых клеток [12].

Поэтому ученые постепенно переходят от использования стволовых клеток в клеточной терапии к использованию исключительно самих экзосом, синтезируемых этими клетками. У экзосом куда меньшая онкогенность, они не вызывают иммунного ответа, а их регенеративный потенциал едва ли не выше, чем у стволовых клеток.

Экзосомная терапия: основные выводы и перспективы

На основе приведенных в обзоре экспериментов можно сделать вывод, что трансплантация МСК и иПСК в место повреждения кожи способна значительно снизить время регенерации пораженного участка, а также улучшить состояние рубцов и шрамов. Кроме того, экзосомы стволовых клеток, в частности иПСК-экзосомы, способны предотвращать внешнее старение кожи, вызванное УФ-излучением. При этом стоит учитывать ограничения в использовании стволовых клеток в силу их потенциальной онкогенности и вероятности отторжения донорских клеток в результате иммунного ответа. Решением данной проблемы может стать более безопасная экзосомная терапия.

Очевидно, что тема применения стволовых клеток различного происхождения и экзосом, секретируемых ими, довольно недавно открылась ученым и требует дополнительных исследований и клинических экспериментов, в том числе экспериментов на людях, чтобы точно выяснить механизмы работы экзосом и их поведение в тканях человека, а также изучить возможные подводные камни такого подхода и способы их преодоления. Однако уже на сегодняшний день можно утверждать, что экзосомная терапия — новый шаг как в лечении дерматитов различного происхождения, так и в сфере эстетической медицины в качестве омолаживающих процедур.

Ежедневно, отслужив свой срок, 10 миллионов клеток эпидермиса отмирают с поверхности кожи, унося с собой результаты своей работы – ценные молекулы белков и жиров (за год это количество достигает 4 кг). И столько же новых клеток ежедневно «вступает в строй».

Каждое мгновение кожа противостоит агрессии внешних факторов, непрерывно атакуется ультрафиолетом, свободными радикалами, озоном, токсинами, микроорганизмами – гибнут клетки, повреждаются и разрушается структуры межклеточного матрикса и эпидермиса, и дермы. Это требует замены и восстановления.

Организация клеток в коже

Фибробласт

Основной клеткой дермы является фибробласт. В зависимости от его клеточного цикла и баланса воздействий извне он синтезирует либо строительные элементы межклеточного матрикса, либо ферменты, разрушающие их (в норме необходимы для удаления поврежденных молекул и «созревания» матрикса). Фибробласт управляет состоянием дермы, ее «здоровьем». Иными словами — состояние дермы зависит от «самочувствия» этой клетки, от качества получаемой ею информации, способности адекватно реагировать на нее и взаимодействовать со своими собратьями.

Межклеточный матрикс дермы

Межклеточный матрикс дермы — очень сложное по составу и организации вещество. Состоит из разнородных, но взаимосвязанных компонентов. Помимо хорошо известных коллагена (70% веса сухой кожи), эластина (2-4%) и гликозаминогликанов во главе с гиалуроновой кислотой (0,1-0,3%) есть еще множество небольших адгезионных молекул (фибронектин, ламинин, декорин, фибриллин, версикан. ), крайне необходимых для правильного созревания/сборки выше указанных веществ, их правильного взаимного расположения в матриксе и «привязки» к фибробластам.

Коллаген

Коллаген — это очень крупная молекула. Она в прямом смысле слова рождается фибробластом в виде небольших составных частей и собирается на его поверхности в сложные, толстые и длинные волокна. Коллаген — это прочность кожи. Наиболее важные в коже — коллагены I и III типов. Дополнительно выделяют функционально значимые коллагены IV и VII типов. Волокно в «живет» примерно 1 год. После 30 лет общее содержание коллагена в дерме ежегодно падает в среднем на 1%.

Эластин

Эластин — уникальная молекула, напоминающая «прорезиненную рыбацкую» сеть. Необыкновенное свойство — быть растянутой в 2 раза и затем вернуться к исходному состоянию. Именно эластин обеспечивает эластичность кожи.

Гиалуроновая кислота

Гиалуроновая кислота — это водный «магнит», обязательно встроенный в структуру окружающего матрикса. Чем крупнее молекула, тем больше воды она удерживает. Гиалуроновая кислота определяет вес живой кожи и ее тургор. Всего ее в организме около 15 г, из которых около 10 приходится на кожу. Полное обновление происходит каждые 3 дня!

Все вышеперечисленные вещества матрикса дермы имеют большой молекулярный вес, что делает бессмысленными попытки их полноценной доставки в дерму через эпидермальный барьер. Но основная проблема даже не в этом — любая уже зрелая молекула, привнесенная в дерму извне каким либо искусственным путем, не способна встроиться в сетку матрикса. Она чужеродная для него, является балластом, активирует ферменты разрушения.

Основные сигналы, определяющие его активность, фибробласт получает из самого окружающего матрикса. Это и механические воздействия (фибробласт «пристегнут» к окружающим молекулам), и химические воздействия — сигнальные молекулы, синтезированные соседними клетками.

И есть еще одна большая и важная группа веществ, работающих по принципу обратной связи. Небольшие «осколки» разрушенных белковых молекул матрикса дермы (коллагена, эластина, фибронектина) обладают способностью стимулировать фибробласт к новому синтезу веществ взамен разрушенных.

Важно поддерживать чувствительность фибробласта к этим естественным стимулам, тем более, что с возрастом она угасает.

Мощный фактор, который нарушает слаженную и сбалансированную работу фибробластов и, как следствие, строение и функционирование дермального матрикса — это окислительный (свободно-радикальный) стресс. Он запускается любыми внешними агрессивными факторами — ультрафиолетом, инфракрасным облучением, дымом сигарет, городским смогом, химическими и бактериальными токсинами. Независимо от происхождения свободные радикалы инициируют универсальный внутриклеточный механизм (образно — «все дороги ведут в Рим»), который всегда приводит к одному и тому же итогу — снижению синтеза коллагена и усилению механизмов его разрушения. Интенсивность окислительного стресса усиливается с возрастом.

Снизить восприимчивость фибробластов к внешним стрессам, сохранить их чувствительность к собственным дермальным сигналам, дополнительно использовать низкомолекулярные вещества, которые фибробласт распознает как естественный сигнал к синтезу. Все это обеспечивает современная косметика самоомоложения.

САМООМОЛОЖЕНИЕ — это универсальный механизм, эффективно работающий в любой возрастной группе, при любых состояниях кожи. Сила САМООМОЛОЖЕНИЯ — в его натуральности, естественности и эффективности.

САМООМОЛОЖЕНИЕ — это использование собственного потенциала кожи, своих же механизмов и молекул. Здесь Природа поставила свой «знак качества».

Зачем изобретать колесо, когда уже есть велосипед и автомобиль. Надо просто научиться ими пользоваться. САМООМОЛОЖЕНИЕ — это шаг в направлении того, как научиться разумно пользоваться тем, что создала сама Природа.

Читайте также: