Bilim İnsanları Yaraların Hızlı İyileşmesinde Önemli Bir Besin Maddesini Keşfetti
Besin maddeleri azaldığında, saç folikülü kök hücreleri saç üretmeyi bırakıp bunun yerine cildin onarımına yardımcı olabilir. Amino asit serin seviyesindeki düşüş bu geçişi tetikler ve yara iyileşmesini hızlandırır.
İnsan cildi iki ana yetişkin kök hücre grubuna dayanır: epidermal kök hücreler ve saç folikülü kök hücreleri. Normal koşullar altında, her grubun net bir görevi vardır. Epidermal kök hücreler cildin yüzeyini korurken, saç folikülü kök hücreleri saç büyümesini destekler.
Rockefeller Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bu iş bölümünün kalıcı olmadığını gösterdi. Cilt hasar gördüğünde, saç folikülü kök hücreleri (HFSC’ler) saç üretiminden uzaklaşarak hasarlı dokuyu onarmaya yardımcı olabilir. Bilim insanlarının cevaplamak istediği soru, bu hücrelerin ne zaman yön değiştireceğini nasıl bildiğiydi.
Hücresel Bir Stres Sinyali Geçişi Yönlendiriyor
Aynı araştırma grubu, saç folikülü kök hücrelerini saç büyümesini durdurmaya ve iyileşmeye odaklanmaya yönlendiren sinyali belirledi. Bu sinyal, hücrelerin sınırlı kaynakları enerji tasarrufu yaparak ve temel işlevlere öncelik vererek yönetmelerine yardımcı olan yerleşik bir sistem olan entegre stres yanıtı (ISR) olarak bilinir.
Cilt dokusunda, bu stres tepkisi, et, tahıl ve süt gibi günlük gıdalarda bulunan, esansiyel olmayan bir amino asit olan serin ile yakından ilişkilidir. Cell Metabolism’de yayınlanan bir çalışmada, araştırmacılar serin seviyeleri düştüğünde ISR’nin (İntra-Serin Stresi) devreye girdiğini ve saç folikülü kök hücrelerinin saç üretimini yavaşlattığını gösterdi. Düşük serin seviyeleriyle aynı anda bir yaralanma meydana gelirse, ISR daha da aktif hale gelir, saç büyümesini durdurur ve hücresel çabayı cildin onarımına yönlendirir. Bu değişim, yaraların daha hızlı iyileşmesine yardımcı olur.
“Serin yoksunluğu, hücrenin kaderini ince ayar yapan son derece hassas bir hücresel ‘kadranı’ tetikler; bu da hücrenin saçtan uzaklaşmasına ve cilde doğru yönelmesine neden olur,” diyor çalışmanın baş yazarı Jesse Novak, Weill Cornell’in Üç Kurumlu MD-PhD Programı’nda şu anda MD-PhD öğrencisi ve Rockefeller’ın Robin Chemers Neustein Memeli Hücre Biyolojisi ve Gelişimi Laboratuvarı’nda (Elaine Fuchs liderliğinde) eski doktora öğrencisi. “Bulgularımız, diyet veya ilaçlar yoluyla serin seviyelerini değiştirerek cilt yaralarının iyileşmesini hızlandırabileceğimizi gösteriyor.”
İmmünofloresan mikroskopi, saç yeniden büyümesinin erken evrelerindeki saç foliküllerini göstermektedir. Kaynak: Robin Chemers, Rockefeller Üniversitesi Memeli Hücre Biyolojisi ve Gelişimi Neustein Laboratuvarı.
Saç Kök Hücreleri Devreye Girdiğinde
Yetişkin dokular, homeostazı veya normal işleyişi korumak ve aynı zamanda yaralanmaya yanıt vermek için hücre büyümesini, uzmanlaşmasını ve yenilenmesini dikkatlice dengeleyen kök hücre popülasyonlarına bağlıdır. Önemlerine rağmen, bu hücrelerin metabolik ihtiyaçları hala iyi anlaşılmamıştır. Novak, mevcut çalışmayı, günlük bakım sırasında kök hücreleri destekleyen metabolik faktörleri ve yaralanma saç folikülü kök hücrelerini yeni roller üstlenmeye zorladığında bu faktörlerin nasıl değiştiğini belirlemek için tasarladı.
“Aldığımız çoğu cilt yarası, cildin üst kısmını tahrip eden sıyrıklardan kaynaklanır. Bu bölge, normalde yara onarımında görev alan bir kök hücre havuzuna ev sahipliği yapar. Ancak bu hücreler tahrip edildiğinde, saç folikülü kök hücreleri onarımda liderliği üstlenmek zorunda kalır,” diyor Novak. “Bunu bilerek, bu cilt hücrelerini yara iyileşmesi boyunca izlemenin, metabolitlerin bu süreci genel olarak nasıl ve ne ölçüde düzenlediğini test etmek için çok iyi bir model sunduğunu düşündük.”
Kanser Araştırmalarından Elde Edilen İpuçları
Fuchs laboratuvarından yapılan önceki çalışmalar, kanser öncesi deri kök hücrelerinin vücutta dolaşan serin maddesine bağımlı hale gelebileceğini ortaya koymuştur. Araştırmacılar, diyet yoluyla serini sınırlayarak bu hücrelerin tam kansere dönüşmesinin engellenebileceğini bulmuşlardır. Bu bulgular, serinin hücre davranışını düzenlemede önemli bir rol oynadığını göstermiş ve serin içermeyen diyetlerin potansiyel kanser tedavisi olarak test edildiği denemeleri teşvik etmiştir.
Serin miktarının azalmasının sağlıklı dokuyu nasıl etkileyebileceği belirsizliğini koruyordu. Bu boşluğu gidermek için Novak, araştırmasını serin mevcudiyetindeki değişikliklere normal kök hücrelerin nasıl tepki verdiğini anlamaya odakladı.
Stres ve Yaralanmayı Birlikte Test Etme
Bunu araştırmak için, araştırma ekibi saç folikülü kök hücrelerini iki şekilde metabolik strese maruz bıraktı. Bazı farelerde, diyetten serin çıkarıldı. Diğerlerinde ise, saç folikülü kök hücrelerinin kendi başlarına serin üretmesini engellemek için genetik yöntemler kullanıldı.
Deneyler, serinin, doku koşulları kararsız hale geldiğinde aktive olan ISR ile sürekli iletişim halinde olduğunu gösterdi. Serin seviyeleri düştüğünde, saç folikülü kök hücreleri, enerji yoğun bir süreç olan saç büyümesini azaltır.
Araştırmacılar daha sonra yara iyileşmesi sırasında neler olduğunu incelediler. Yaralanmanın tek başına saç folikülü kök hücrelerinde ISR’yi aktive ettiğini buldular. Yaralanma ve serin eksikliği birlikte meydana geldiğinde, tepki daha da güçlü olur ve saç yenilenmesini önemli ölçüde azaltırken cilt onarımını destekler. Bu şekilde, ISR genel stresin bir göstergesi olarak hareket eder ve buna göre yenilenme önceliklerini ayarlar.
Fuchs, “Kimse saç dökülmesini sevmez, ancak stresli zamanlarda hayatta kalmak söz konusu olduğunda, derinin onarımı öncelik kazanır,” diyor. “Bir hayvan için saç dökülmesi bir tehdit oluşturmaz, ancak iyileşmemiş bir yara tehdittir.”
Saç Büyümesini Artırmanın Sınırları
Araştırmacılar ayrıca serin seviyelerinin artmasının kök hücreleri ters yöne iterek saç büyümesini artırıp artırmayacağını da sordular. Sonuçları bunun olası olmadığını gösteriyor. Vücut, kan dolaşımında ne kadar serin bulunduğunu sıkı bir şekilde kontrol eder. Novak, farelere normal miktarın altı katı serin verdiğinde, kan seviyeleri yalnızca yaklaşık %50 arttı.
“Ancak, bir kök hücrenin kendi serinini üretmesini engellediğimizde ve yüksek serinli bir diyetle kayıplarını telafi ettiğimizde, saç yenilenmesini kısmen kurtarabildiğimizi gördük,” diye ekliyor Novak.
Sonraki Adımlar
Gelecekteki araştırmalar, diyetteki serin miktarını azaltarak veya serin seviyelerini veya ISR aktivitesini etkileyen ilaçlar kullanarak yara iyileşmesinin hızlandırılıp hızlandırılamayacağını inceleyecektir. Ekip ayrıca, serinin benzersiz bir rol oynayıp oynamadığını veya daha geniş bir metabolik sistemin parçası olup olmadığını belirlemek için diğer amino asitleri de incelemeyi planlıyor.
Fuchs, “Genel olarak, kök hücrelerin yaşadıkları stres seviyelerine bağlı olarak hücre kaderi kararları verme yeteneğinin, kaynakların kıt olduğu zamanlarda dokuların rejeneratif kapasitelerini nasıl optimize edecekleri konusunda geniş kapsamlı etkileri olması muhtemeldir” diyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com
İkinci Deri: Vücuttaki Yaraları İyileştirebilen Bir Biyo-Yazıcı Test Edildi