Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Criar a pele humana peluda transforma-se uma realidade

Por mais de 40 anos, os cientistas e as empresas comerciais têm recreado a pele humana nos laboratórios em todo o mundo. Contudo todos estes produtos faltam aspectos importantes da pele normal--cabelo, nervos, e gordura.

Na pesquisa nova, as células epiteliais humanas cultivadas encaixadas com gordura e nervos e capazes de crescer o cabelo são uma realidade. A realização representa mais de cinco anos de estudo que começou no laboratório de Karl Koehler, Ph.D. (então na Faculdade de Medicina da universidade de Indiana) e terminado no laboratório novo de Koehler no hospital de crianças de Boston nos departamentos pesquisa do realce da otolaringologia e da comunicação e da cirurgia plástica e oral. A técnica aparece em um papel publicado esta semana na natureza.

“Nisto o trabalho o mais atrasado, nós descobrimos uma maneira de crescer junto ambas as camadas de pele humana,” diz Koehler, referindo as camadas da parte superior e da parte inferior de pele humana (a epiderme e a derma, respectivamente). “Aquelas pilhas falam entre si em uma cultura organoid da pele - ou na pele em um prato que nós criamos - e nos folículo de cabelo do broto acompanhados das pilhas gordas e dos neurônios.”

Tomando à descoberta uma etapa mais, a equipe transplantou a pele peludo humana em ratos. Os ratos brotaram eventualmente os folículo de cabelo humano no local da transplantação. As aplicações potenciais incluem cosméticos do teste, drogas, e tratamentos da queimadura.

A pele em um prato inclui mini órgãos

A pele em um prato modela não é nova. E como muitos, Koehler e seus colegas pensaram que o desafio do crescimento inteiramente - as células epiteliais funcionais, peludos, tinham sido resolvidas por muito tempo. As células epiteliais são algumas das primeiras pilhas para ter sido crescido nas culturas fora do corpo e da incubadora.

Mas a pele que os povos fazem em um prato nunca tem mini órgãos ou anexos, como os folículo de cabelo ou as glândulas de suor, encaixados na pele. Estes mini órgãos são importantes para o regulamento do calor, a sensação de toque, e a aparência.

Em 2018, a equipe publicou uma exibição que do papel poderiam gerar a pele peludo das células estaminais do rato. Para criar células epiteliais peludos humanas, a equipe começou com células estaminais pluripotent induzidas ser humano, que são as células epiteliais adultas humanas que são persuadidas de volta a um formulário embrionário.

“Assim nós aplicamos um cocktail de factores de crescimento e as moléculas pequenas, tipo de uma receita de cozimento para células estaminais pluripotent humanas,” diz Koehler.

A equipe observou primeiramente o co-desenvolvimento da epiderme da pele e da derma. A interacção e a sinalização entre as duas camadas de tecido conduziram à brotamento dos folículo de cabelo em 70 dias, que alinha bem com o sincronismo da revelação do cabelo no feto humano.

Além do que o cabelo crescente, os organoids produzem a gordura e músculo-como pilhas da pele, assim como, os nervos similares àqueles que negociam a sensação de toque.

A gordura é um herói desconhecido da pele e os estudos recentes sugerem que jogue um papel crítico na cura esbaforido.”

Lee de Jiyoon, PhD, primeiro-autor no papel e investigador associado no departamento da otolaringologia no hospital de crianças de Boston

Os organoids igualmente produzem as pilhas de Merkel, as pilhas responsivas especializadas do toque da pele que foram implicadas igualmente nas doenças tais como a carcinoma da pilha de Merkel. “A inclusão destes outros tipos da pilha expande provavelmente os usos potenciais do modelo organoid da pele pesquisar em desordens sensoriais e cancro,” adiciona.

Os ratos cresceram os cabelos humanos pigmentados

Para ver se a técnica trabalhou em um animal vivo, a equipe cultivou os organoids por mais de quatro meses e implantou-os então na parte de trás dos ratos desenvolvidos especialmente para não rejeitar os enxertos. “Nós observamos que dentro de um mês, os cabelos marrons minúsculos saltaram acima do local da transplantação,” explicamos o Lee. “Isto mostrou-nos, surpreendente, que as pilhas do pigmento igualmente se tornaram nos organoids.”

Compararam a pele transplantada com as amostras humanas adultas da pele observando diversas características originais da pele humana nas transplantações. Um inclui do “cumes rete” ou vales no teste padrão ondulado da epiderme humana que ajuda a âncora ele nas membranas da pele. E, o cabelo transplantado desenvolveu as glândulas sebaceous elaboradas que produziram o sebum, o petróleo natural que lubrifica a pele humana.

Uma descoberta inesperada e fortuita

Esta descoberta nova é literalmente uma conseqüência do trabalho Koehler começou na universidade de Indiana ao trabalhar em um sistema de recapitular a orelha interna. Seu objetivo era naquele tempo criar as pilhas que detectam estímulos auditivos - som - para modelar desordens da perda da audição e para testar terapias genéticas para desordens da perda e do balanço da audição.

Lá, manipulou as células estaminais pluripotent induzidas ser humano com o mesmo cocktail dos produtos químicos e das proteínas usados durante a revelação embrionária normal que guiam os para transformar-se estruturas da orelha interna.

Na produção desta técnica, como as pilhas da orelha interna estavam brotando durante a revelação adiantada, a equipe encontrou que tecido da pele formado como um byproduct.

“Isto era surpreendente e nós tentamos inicialmente obter livrados do tecido da pele, pensando que era um tecido traquina do fora-alvo, como uma erva daninha em um jardim,” avisos Koehler. “Uma vez que nós vimos o valor científico de crescer a pele peludo no prato, nós comutamos as tácticas, tentando eliminar os organoids da orelha interna em favor da pele crescente.”

Em sua purificação tenta, descobriram que o tecido da pele conteve ambas as camadas de pele, de epiderme e de derma. Na cultura, a pele formou superar os folículo de cabelo.

Uma prova de conceito

Traduzir todo o estudo do rato em seres humanos é um longo caminho. “Mas nós pensamos que nós desenvolvemos uma prova da exibição do conceito que as pilhas integrem na pele e formem superar os folículo de cabelo,” dizemos Koehler.

A equipe espera aquela a longo prazo, eles pode usar a tecnologia para semear bases esbaforidos com pele cultivada para reconstruir a pele, como no caso de queimaduras ou cicatrizes extensivas.

E quando pôde ser tentador pensar da aproximação como uma “cura” para a calvície, Koehler adverte que muitos desafios colocam adiante. “Nós temos agora uma técnica que poderia gerar os folículo de cabelo quase ilimitados para a transplantação” que diz. “Mas a rejeção imune é um obstáculo principal e gerar os folículo costurados a um indivíduo será incredibly cara e tomará um ano ou mais.” Para encontrar estes desafios, a equipe está trabalhando em maneiras de acelerar a revelação em um prato, para projectar organoids para iludir a detecção imune, ou produzir organoids similares da pele do adulto paciente-derivou pilhas.

Source:
Journal reference:

Lee, J., et al. (2020) Hair-bearing human skin generated entirely from pluripotent stem cells. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-2352-3.