Проучване:„Заседналите“ стволови клетки карат косата да побелява

Някои стволови клетки имат уникалната способност да се движат между растежните раздели в космените фоликули, но с напредването на възрастта се заклещват и така губят способността си да съзряват и да поддържат цвета на косата, показва ново проучване. Това показва ново проучване на Медицинския факултет на Нюйоркския университет „Гросман“, ресултатите от което са публикувани в списание Nature.

То показва, че при хората съществуват меланоцитни стволови клетки melanocyte stem cells (McSC) са изключително пластични. По време на нормалния растеж на косата тези клетки непрекъснато се движат напред-назад по оста на съзряване, преминавайки между мембраните на развиващия се космен фоликул. Именно в тези компартменти (раздели на клетката, отделени с мембрани) McSC са изложени на различни нива на протеинови сигнали, влияещи върху съзряването им.

Изследователският екип установява, че McSC се трансформират в зависимост от своето местоположение от примитивно състояние в следващия етап от своето съзряване.

Както е известно цветът на косата се контролира от това дали нефункционалните, но непрекъснато размножаващи се блокове McSC в космените фоликули получават сигнал да се превърнат в зрели клетки, които произвеждат протеиновите пигменти, отговорни за цвета.

Изследователите установяват, че колкото повече косите остаряват, падат и след това многократно израстват, все по-голям брой McSC заседват в компартмент на стволовите клетки, наречен издутина на космения фоликул (hair follicle bulge). Те остават там, не съзряват и не се връщат на първоначалното си място в зародишния компартмент, където сигналните молекули (WNT сигналите) биха ги подтикнали да се регенерират в пигментни клетки.

Наблюдението, че меланоцитните стволови клетки мигрират нагоре – надолу по космения фоликул, като се диференцират в меланоцити и след това се връщат към идентичността на стволови клетки, поставя под въпрос дългогодишните предположения за стволовите клетки.

„Нашето изследване допринася за фундаменталното ни познание за това как меланоцитните стволови клетки работят за оцветяването на косата“, заявява водещият изследовател на изследването д-р Ци Сун (Qi Sun), постдокторант в Нюйоркския университет „Гросман“. „Новооткритите механизми повишават възможността същото фиксирано разположение на меланоцитните стволови клетки да съществува и при хората. Ако това е така, то представлява потенциален път за обръщане или предотвратяване на посивяването на човешката коса, като се помогне на блокираните клетки да се задвижат отново между развиващите се компартменти на космения фоликул.“

Изследователите твърдят, че пластичността на McSC не е налице при други самовъзстановяващи се стволови клетки, като например тези, изграждащи самия космен фоликул, за които е известно, че се движат само в една посока по установена времева линия, съзрявайки. Например транзитно-амплифициращите се клетки на космения фоликул никога не се връщат към първоначалното си състояние на стволови клетки. Това помага да се обясни отчасти защо косата може да продължи да расте, дори когато пигментацията ѝ се влошава, отбелязва Сун.

По-ранна работа на същия изследователски екип в Нюйоркския университет показа, че WNT сигналите са необходими, за да се стимулират стволовите клетки McSC да съзреят и да произвеждат пигмент. Това проучване също така показва, че McSC са много трилиони пъти по-малко изложени на WNT сигналите в издутината на космения фоликул, отколкото в зародиша на косъма, който се намира непосредствено под издутината.

При последните експерименти с мишки, чиято коса е била физически състарена, броят на космените фоликули с McSC, разположени в издутината на фоликула, се е увеличил от 15 % в началото до почти половината след принудителното състаряване. Тези клетки остават неспособни да се регенерират или да узреят в произвеждащи пигмент меланоцити.

Изследователите установяват, че заседналите McSCs са преустановили регенеративното си поведение, тъй като вече не са били изложени на много WNT сигнали, а оттам и на способността им да произвеждат пигмент в нови космени фоликули, които продължават да растат.

За разлика от тях другите McSC, които продължават да се движат напред-назад между издутината на фоликула и зародиша на косъма, запазват способността си да се регенерират като McSC, да узряват в меланоцити и да произвеждат пигмент през целия период на изследването от две години.

„Именно загубата на хамелеонската функция при меланоцитните стволови клетки може да е причина за посивяването и загубата на цвета на косата“, разказва старши изследователят на изследването Маюми Ито (Mayumi Ito), доктор по медицина, професор в катедрата по дерматология  и катедрата по клетъчна биология в Нюйоркския университет „Гросман“.

„Тези открития предполагат, че подвижността на меланоцитните стволови клетки и обратимата диференциация са от ключово значение за поддържането на здрава и цветна коса“, коментира Ито.

Ито съобщава, че екипът планира да проучи начините за възстановяване на подвижността на McSC или за физическото им преместване обратно в зародишното отделение, където могат да произвеждат пигмент.

За целите на проучването изследователите използват последните техники за 3D-интравитално изобразяване и scRNA-seq, за да проследят клетките в почти реално време, докато те остаряват и се движат във всеки космен фоликул.

Справка: Mayumi Ito, De-differentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05960-6. www.nature.com/articles/s41586-023-05960-6

Превод: Петър Димитров

–––––––––––––––––––––––––––––

Източник: Study links ‘stuck’ stem cells to hair turning gray , NYU Langone Healt