Skóra jest specjalnym organem, który chroni nas i pozwala nam odczuwać otaczający świat.
Skóra składa się z trzech warstw, z których każda zawiera wyspecjalizowane komórki.
Do codziennej regeneracji i naprawy skóry potrzebne są różne rodzaje komórek macierzystych. Naukowcy zidentyfikowali komórki macierzyste odpowiedzialne za tworzenie warstwy naskórka, mieszków włosowych i pigmentów skóry.
Komórki macierzyste naskórka są obecnie wykorzystywane w klinice do hodowli zewnętrznej warstwy skóry (naskórka) dla pacjentów z oparzeniami zagrażającymi życiu i zaburzeniami genetycznymi. Proces ten jest jednak trudny i kosztowny. Ponadto, jeśli skóra jest poważnie uszkodzona, na przykład w wyniku oparzeń, przeszczepiona skóra nie będzie miała gruczołów potowych, mieszków włosowych i gruczołów łojowych (wytwarzających sebum).
Naukowcy pracują obecnie nad opracowaniem metod hodowli skóry zawierającej więcej normalnych składników funkcjonalnych, takich jak gruczoły łojowe i mieszki włosowe. Dzięki temu przeszczepy skóry będą trwalsze i będą wyglądały bardziej naturalnie.
Obecnie naskórek hodowany w laboratorium zazwyczaj opiera się na komórkach zwierzęcych jako podłożu dla wzrostu komórek naskórka ludzkiej skóry. Chociaż podejście to okazało się bezpieczne, naukowcy aktywnie pracują nad opracowaniem alternatywnych metod, które nie wymagają stosowania komórek zwierzęcych w leczeniu.
Naukowcy pracują również nad wykorzystaniem genetycznie zmodyfikowanych komórek macierzystych skóry do leczenia chorób skóry, takich jak epidermolysis bullosa.
W ostatnim czasie poczyniono ogromne postępy w hodowli skóry zawierającej takie elementy jak mieszki włosowe i gruczoły. Jednak nasze ciało ma wiele różnych rodzajów skóry – wystarczy porównać dłonie z głową. Nauka hodowli różnych rodzajów skóry będzie ważnym wyzwaniem, które należy pokonać.
Największym wyzwaniem dla rozwoju terapii opartych na komórkach macierzystych skóry jest stworzenie metod, które będą łatwo dostępne i przystępne cenowo dla pacjentów.
U ludzi i innych ssaków skóra składa się z trzech części – naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej (lub podskórnej). Naskórek tworzy powierzchnię skóry. Składa się z kilku warstw komórek zwanych keratynocytami. Skóra właściwa znajduje się pod naskórkiem i zawiera przydatki skóry: mieszki włosowe, gruczoły łojowe (wytwarzające sebum) i gruczoły potowe. Tkanka podskórna zawiera komórki tłuszczowe i niektóre gruczoły potowe.
Skóra składa się z trzech głównych warstw – naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej. Naskórek zawiera warstwy komórek zwanych keratynocytami. BL = warstwa podstawowa; SL = warstwa kolczysta; GL = warstwa ziarnista; SC = warstwa rogowa.
Komórki macierzyste skóry sprawiają, że wszystko to jest możliwe. Odpowiadają one za ciągłą odnowę (regenerację) skóry oraz gojenie się ran. Jak dotąd naukowcy zidentyfikowali kilka różnych rodzajów komórek macierzystych skóry:
Niektóre badania sugerują również, że skóra właściwa i podskórna zawierają komórki macierzyste znane jako MSC. Kwestia ta pozostaje kontrowersyjna wśród naukowców i konieczne są dalsze badania, aby ustalić, czy komórki te są rzeczywiście komórkami macierzystymi i jaką rolę pełnią w skórze.
Komórki macierzyste naskórka są jednym z niewielu rodzajów komórek macierzystych już wykorzystywanych w leczeniu pacjentów. Dzięki odkryciu dokonanemu w 1970 roku przez profesora Howarda Greena w Stanach Zjednoczonych komórki macierzyste naskórka można pobrać od pacjenta, namnożyć i wykorzystać do wyhodowania w laboratorium płatów naskórka. Nowy naskórek można następnie przeszczepić pacjentowi jako przeszczep skóry. Technika ta jest stosowana głównie w celu ratowania życia pacjentów z oparzeniami trzeciego stopnia na bardzo dużych powierzchniach ciała. Tylko kilka ośrodków klinicznych jest w stanie przeprowadzić tę terapię z powodzeniem, a jest to proces kosztowny. Nie jest to również rozwiązanie idealne. Metodą tą można zastąpić jedynie naskórek; nowa skóra nie ma mieszków włosowych, gruczołów potowych ani gruczołów łojowych.
Jednym z obecnych wyzwań dla naukowców zajmujących się komórkami macierzystymi jest zrozumienie, w jaki sposób regenerują się wszystkie przydatki skóry. Może to doprowadzić do poprawy metod leczenia pacjentów z oparzeniami lub innymi poważnymi uszkodzeniami skóry.
Naukowcy pracują również nad znalezieniem nowych sposobów hodowli komórek skóry w laboratorium. Komórki macierzyste naskórka są obecnie hodowane na warstwie komórek fibroblastów pochodzących od gryzoni, zwanych komórkami podtrzymującymi. Warunki hodowli tych komórek okazały się bezpieczne, ale podczas hodowli komórek przeznaczonych do przeszczepu pacjentom lepiej byłoby unikać stosowania produktów pochodzenia zwierzęcego. Dlatego naukowcy poszukują skutecznych warunków hodowli komórek, które nie wymagają stosowania komórek gryzoni.
Naukowcy pracują również nad leczeniem chorób genetycznych skóry. Ponieważ komórki macierzyste skóry można hodować w laboratoriach, naukowcy mogą modyfikować je genetycznie, na przykład poprzez wprowadzenie działającej kopii zmutowanego genu. Prawidłowo zmodyfikowane komórki można wyselekcjonować, hodować i namnażać w laboratorium, a następnie przeszczepić z powrotem pacjentowi. Epidermoliza pęcherzowa jest jednym z przykładów genetycznej choroby skóry, w której pacjenci mogą skorzystać z tego podejścia. Trwają prace nad przetestowaniem tej techniki.
