Ученые обнаружили ключевой механизм, с запуска которого начинается рост кожи у эмбрионов. Это проливает свет на генетические корни таких врожденных дефектов, как расщепленное небо, и прокладывает путь для развития более функциональной трансплантации кожи, – пишет eurekalert.org со ссылкой на Developmental Cell.

«В исследовании показано развитие кожи с самых первых этапов», – сказал Руи Йи – старший автор статьи.

Тысячам людей, пострадавших от ожогов, раненых или имеющих врожденные дефекты, ежегодно трансплантируют кожу. Медицинские достижения, в том числе использование в терапевтических целях стволовых клеток, которое позволяет выращивать новую кожу с помощью собственных клеток кожи пациента, улучшили качество трансплантации. Но часто у «новой» кожи не хватает важных элементов: волосяных фолликул, потовых желез или нервных окончаний.

«Кожа – это невероятно сложная система, и регенерация, которую мы проводим сейчас, даже не близка к дублированию, – сказал Руи Йи. – Основная задача состоит в том, чтобы когда-нибудь суметь полностью восстановить функционал кожи, и для этого нам необходимо понять, с чего начинается ее рост».

Для исследования ученые использовали современные геномные инструменты и методы секвенирования ДНК для наблюдения за тем, что происходит внутри эмбриональных стволовых клеток-предшественников у мышей, поскольку эти клетки координируют образование кожи.

В исследовании основное внимание было уделено транскрипционному фактору белку под названием р63, который встречается в основном в клетках кожи и играет важную роль в ее формировании. Предыдущие исследования показали, что мыши, родившиеся без р63, не имеют кожи, а их конечности плохо сформированы. Люди с мутациями р63 часто имеют расщепленные губы или другие пороки развития зубов и кожи. У взрослых потеря функции р63 связана с метастатическим раком.

«Мы давно знаем, что этот фактор транскрипции, вероятно, является самым важным для развития кожи. Но мы не знаем, что именно он делает», – сказал Йи.

Используя флуоресцентные метки, освещающие клетки, в которых присутствовал р63, и секвенирование РНК для изучения закономерностей экспрессии генов, исследователи изучали клетки с 9-го по 13-й день из 19 дней беременности мыши – это время, когда, по предположениям ученых, образуется кожа.

Исследователи обнаружили, что p63 ответственен за включение по меньшей мере 520 генов и активирование многочисленных критических сигнальных путей, включая путь «Wnt» (отвечающий за формирование волосяного фолликула), путь «Эда» (критический для образования волосяного фолликула, потовых желез и зубов) и путь «Notch» (ответственный за побуждение стволовых клеток дифференцироваться в эпидермис).

Ученые также выяснили, что процесс образования кожи начинается раньше, чем считалось до этого, и затрагивает тысячи регионов генома, которые регулируют формирование кожи и конечностей.

«Наше исследование обеспечивает понимание критической роли p63 в начале развития кожи и показывает молекулярную основу для объяснения того, как мутации p63 у людей могут вызывать многие кожные заболевания», – сказал Йи.

Он также подчеркнул, что исследование проводилось на мышах, и необходимы дальнейшие исследования с на клетках человека. Но, если удастся получить аналогичные выводы, это поможет исследователям разработать новые пренатальные тесты и методы лечения врожденных дефектов, связанных с кожей.

Исследование могло бы также способствовать разработке методов, заставляющих взрослые клетки работать как эмбриональные и генерировать полностью функциональную кожу.

«Вместо того, чтобы просто прививать кусок кожи, покрывающий ваше тело, вы могли бы воспроизвести все процессы, которые проходит кожа, вырастая впервые», – сказал он.