Вырастить волосы в лаборатории? Вот как ученые решают эту задачу

Волосяные фолликулы даются человеку при рождении и на всю жизнь. Однако старение, рак, тестостерон, плохая генетика и даже коронавирус могут убить внутри них стволовые клетки, которые формируют волосы. После их исчезновения волосы тоже пропадают.

Восстановление волос — лишь часть более широкого исследования того, способна ли технология перепрограммирования клеток победить симптомы старения. 

Ключевой прорыв произошел в начале 2000-х годов: японские исследователи обнаружили простую формулу, которая позволяет превратить любой тип ткани в стволовые клетки, подобные тем, что есть у эмбрионов. Так ученые осознали, что потенциально могут производить неограниченное количество клеток любого типа — от нервов до сердечных мышц.

Однако на практике может быть непросто вывести формулу для производства определенного типа клеток. Также необходимо выяснить, как поместить клетки, выращенные в лаборатории, обратно в организм. 

На данный момент перепрограммирование помогло вылечить лишь нескольких пациентов.

• Японские исследователи пересадили клетки сетчатки слепому человеку.
• В ноябре 2021 года американская компания Vertex Pharmaceuticals сообщила, что, возможно, избавила мужчину от диабета первого типа с помощью пересадки запрограммированных бета-клеток, реагирующих на инсулин.

Сейчас некоторые стартапы используют эту технологию, чтобы выращивать волосковые клетки человека в лабораториях и даже на животных. Они собирают у пациентов обычные клетки, например кожи, а затем преобразуют их в те, что способны формировать волосы.

Стартап dNovo может производить компоненты волосяных фолликул путем генетического «перепрограммирования» обычных клеток, таких как кровяные и жировые. Его основатель Эрнесто Лухан, биолог из Стэнфордского университета, надеется, что эта технология поможет устранить «основную причину потери волос».

По словам Лухана, в биологии клетки теперь рассматриваются как «состояние», а не «фиксированная единица», и ученые могут переводить их из одного состояния в другое.

Лысая мышь, у которой растут человеческие волосы после пересадки стволовых клеток, образующих волосяные фоликулы. Фото: dNovo

Другая компания — Stemson — пересаживает перепрограммированные клетки на кожу свиней и мышей, чтобы протестировать технологию, как утверждает ее сооснователь и CEO Джефф Гамильтон. Stemson уже привлекла $22,5 млн от спонсоров, в том числе от фармацевтической компании AbbVie.

Гамильтон и Лухан считают, что технология будет востребована. Около половины мужчин имеют предрасположенность к облысению — у некоторых она проявляется уже после 20 лет. У женщин эта проблема, как правило, связана с общим истончением волос, но наносит не меньший удар по самооценке.

Какие возможности у технологии в будущем

Индустрия переполнена ложными утверждениями как о средствах против выпадения волос, так и о потенциале стволовых клеток. Так сможет ли новый высокотехнологичный метод решить эту проблему или же он станет очередной ложной надеждой?

На данный момент есть лишь несколько одобренных средств против выпадения волосы, такие как Propecia (финастерид) и Rogaine (миноксидил), но они имеют ограниченное применение. Также существует еще одна процедура, при которой куски кожи пациента там, где у него еще растут волосы, обрезаются, а волосяные фолликулы трансплантируются на залысины.

По словам Лухана, в будущем выращенные в лаборатории клетки можно будет пересаживать на голову человека аналогичным путем. Однако поначалу это будет очень дорогостоящая процедура, которая будет выполняться «по запросу», как считает профессор Гарвардского университета Карл Келер.

Волосяные фолликулы — невероятно сложные органы, возникающие в результаты молекулярного объединения нескольких типов клеток. Келер добавляет, что мыши, на которых растут человеческие волосы — не новое явление, и «есть некоторые препятствия при пересадке их человеку».

Лаборатория Келера создает волосяные стержни совершенно иным способом. Они выращивают органоиды — небольшие скопления клеток, которые самоорганизуются в чашке Петри. Как утверждает Келер, изначально он изучал методы лечения глухоты и хотел вырастить волосковые клетки внутреннего уха. Но вместо этого органоиды превратились в кожу с волосяными фолликулами.

Кожный органоид, покрытый волосяными фолликулами. Фото: Джиюн Ли и Карл Келер, Гарвардская мединская школа

Келер смирился с этой случайностью — теперь он создает сферические кожные органоиды, которые примерно за 150 дней вырастают до двух миллиметров в ширину. Келер добавляет, что они аналогичны пушистым волосам, покрывающим зародыш.

Также удивительно то, что органоиды растут в обратную сторону, то есть волоски направлены внутрь. Почему это происходит — ученые пока не выяснили.

Лаборатория Гарварда использует перепрограммированные клетки, полученные от 30-летнего японца. Она также рассматривает клетки других доноров, чтобы выяснить, могут ли органоиды выращивать волосы различных цветов и текстур. По словам Келера, на это есть большой спрос: «Косметические компании заинтересованы. Их глаза загораются, когда они видят органоиды».

Источник.