Ένα μικροσκοπικό στοιχείο του ανθρώπινου δέρματος φαίνεται να παίζει καθοριστικό ρόλο στη νεανική του όψη και στην ικανότητά του να επουλώνει πληγές. Ερευνητές εντόπισαν ότι το «κλειδί» βρίσκεται σε μια μικροσκοπική δερματική δομή που υπάρχει στους ανθρώπους, στους χοίρους και στις αρκούδες, αλλά όχι στους πιθήκους.
Οι δομές αυτές είναι σαν μικρά κύματα στο όριο μεταξύ της εξωτερικής και της εσωτερικής στιβάδας του δέρματος και ονομάζονται rete ridges. Για χρόνια οι επιστήμονες πίστευαν ότι σχηματίζονται πριν από τη γέννηση, κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Ωστόσο, ερευνητική ομάδα του Κολλεγίου Κτηνιατρικής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον απέδειξε ότι οι δομές αυτές εμφανίζονται λίγο μετά τη γέννηση και εντόπισε το μοριακό σήμα που ενεργοποιεί τον σχηματισμό τους.
Σύμφωνα με δημοσίευμα στο περιοδικό Nature, η ανακάλυψη αυτή ανοίγει τον δρόμο για μελλοντικές θεραπείες που θα μπορούσαν να επιβραδύνουν τη γήρανση του δέρματος και να βελτιώσουν την επούλωση τραυμάτων και ουλών, αποκαθιστώντας τη φυσική αρχιτεκτονική του νεανικού δέρματος.
«Αυτές οι δομές υποβαθμίζονται με την ηλικία· τώρα γνωρίζουμε πώς σχηματίζονται και διαθέτουμε έναν “οδικό χάρτη” για να καθοδηγήσουμε την αποκατάστασή τους», δήλωσε ο Ryan Driskell, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Μοριακών Βιοεπιστημών του ίδιου κολλεγίου και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Οι περισσότεροι επιστήμονες θεωρούσαν ότι οι ραβδώσεις αυτές σχηματίζονται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, γεγονός που εξηγεί γιατί η προέλευσή τους παρέμενε άγνωστη».
Ο Driskell παρομοίασε την εν λόγω δομή του δέρματος με ένα βιολογικό «Velcro». Οι δομές αυτές συνδέουν την εξωτερική στιβάδα του δέρματος (επιδερμίδα) με τη βαθύτερη, διατηρώντας τη δύναμη και την ελαστικότητά του. Με την πάροδο του χρόνου οι ραβδώσεις αυτές ισοπεδώνονται, κάνοντας το δέρμα λεπτότερο, λιγότερο ανθεκτικό και πιο επιρρεπές στη χαλάρωση ή σε τραυματισμούς.
Το πρόβλημα με τα παραδοσιακά ζωικά μοντέλα
Για χρόνια η μελέτη των δομών αυτών ήταν περιορισμένη, εξαιτίας της χρήσης ακατάλληλων ζωικών μοντέλων. «Όταν οι περισσότεροι συγκρίνουν το δέρμα διαφορετικών ζώων, βλέπουν μόνο τη γούνα», εξήγησε ο Sean Thompson, υποψήφιος διδάκτορας στο εργαστήριο του Driskell και πρώτος συγγραφέας της έρευνας. «Ωστόσο, κάτω από την επιφάνεια, ανακαλύψαμε ότι ζώα με παχύτερο δέρμα, όπως οι χοίροι, οι αρκούδες γκρίζλι και τα δελφίνια, διαθέτουν rete ridges όπως και οι άνθρωποι. Αντίθετα, κοινά βιοϊατρικά μοντέλα, όπως τα ποντίκια και οι μη ανθρώπινοι πίθηκοι, δεν έχουν».
Αν και οι αρκούδες γκρίζλι προσέφεραν εξελικτικά στοιχεία για τη σχέση του μεγέθους σώματος με τη δομή του δέρματος, η ιδιαιτερότητα της βιολογίας τους δεν επέτρεψε τη συστηματική παρακολούθηση της ανάπτυξης των rete ridges. Έτσι, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στους χοίρους, των οποίων η ανάπτυξη μπορεί να μελετηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Σε συνεργασία με τοπικούς αγρότες, η ομάδα συνέλεξε δείγματα δέρματος από χοίρους σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι οι δομές αυτές σχηματίζονται μετά τη γέννηση και όχι πριν από αυτήν.
«Περιμέναμε ότι θα είχαν σχηματιστεί πριν από τη γέννηση, οπότε το να τις δούμε να εμφανίζονται αργότερα ήταν έκπληξη», ανέφερε ο Driskell. «Αυτή η χρονική στιγμή αλλάζει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τη δημιουργία της αρχιτεκτονικής του δέρματος και δείχνει ότι ίσως μπορούμε να την επηρεάσουμε και αργότερα στη ζωή».
Μοριακό μονοπάτι με θεραπευτικές δυνατότητες
Με τη χρήση προηγμένων τεχνικών γενετικής χαρτογράφησης, οι ερευνητές εντόπισαν ότι το μονοπάτι σηματοδότησης BMP (bone morphogenetic protein) ενεργοποιείται για να σχηματίσει τις δομές αυτές. Το μονοπάτι αυτό λειτουργεί ως «οδηγός» που καθορίζει πώς τα κύτταρα επικοινωνούν και οργανώνονται σε πολύπλοκους ιστούς.
Καθώς οι rete ridges εξαφανίζονται με την ηλικία, η επανενεργοποίηση της σηματοδότησης BMP θα μπορούσε να συμβάλει στην αποκατάσταση της νεανικής όψης του δέρματος και στη βελτίωση της επούλωσης ουλών, αλλά και να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για παθήσεις όπως η ψωρίαση.
«Το γεγονός ότι η σηματοδότηση BMP καθοδηγεί τον σχηματισμό των rete ridges είναι συναρπαστικό, καθώς έχει σημαντικές εφαρμογές», σημείωσε ο Maksim Plikus, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ίρβαϊν, και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Η χρήση πρωτεϊνών BMP έχει ήδη εγκριθεί από τον FDA για ορθοδοντικές εφαρμογές, ανοίγοντας τον δρόμο για τη χρήση τους σε γηρασμένο δέρμα και ουλές».
Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε επίσης να βελτιώσει την υγεία των ζώων εκτροφής και την προσαρμοστικότητά τους σε διαφορετικά κλίματα. Κατανοώντας τον τρόπο σχηματισμού αυτών των χαρακτηριστικών, οι επιστήμονες μπορούν να εξετάσουν τρόπους εκτροφής ζώων με δερματικά γνωρίσματα που ανταποκρίνονται καλύτερα στις εκάστοτε περιβαλλοντικές συνθήκες.
