Komórki macierzyste skóry. Wykorzystanie roślinnych komórek macierzystych w kosmetologii. Komórki macierzyste

Transkrypt

1 Komórki macierzyste skóry Wykorzystanie roślinnych komórek macierzystych w kosmetologii Komórki macierzyste Mitoza Różnicowanie REGENERACJA 1

2 Komórki macierzyste vs. komórki progenitorowe Komórki progenitorowe: bardziej ograniczona pula komórek, do których mogą różnicować w porównaniu do komórek macierzystych ograniczona liczba podziałów w porównaniu do komórek macierzystych Podział komórki macierzystej symetryczny asymetryczny symetryczny odnowa populacji, ekspansja odnowa populacji wyginięcie populacji 2

3 Komórki macierzyste Totipotentne Pluripotentne Multipotentne Unipotentne różnicowanie proliferacja zapłodniona komórka jajowa EMBRIOGENEZA morula gastrula wczesna gastrula blastula 3

4 Komórki macierzyste Totipotentne zdolne do różnicowania w dowolny rodzaj komórek Komórki macierzyste Pluripotentne - zdolne do różnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko 4

5 Komórki macierzyste Multipotentne - zdolne do różnicowania się w różne typy komórek charakterystyczne dla danego listka zarodkowego komórki totipotentne komórki pluripotentne komórki multipotentne 5

6 Komórki macierzyste Unipotentne - zdolne do różnicowania się w ściśle określony rodzaj komórek (regeneracja wątroby) Komórki macierzyste skóry temperatura uszkodzenia mechaniczne promieniowanie UV mikroorganizmy ksenobiotyki REGENERACJA Komórki macierzyste tworzą komponenty skóry 6

7 Komórki macierzyste skóry Epidermalne komórki macierzyste Komórki macierzyste mieszka włosowego Komórki macierzyste melanocytów komórki macierzyste neuronów powstałe z komórek macierzystych skóry 7

8 Komórki macierzyste skóry gdzie? 1.Epidermalne komórki macierzyste - w warstwie podstawnej naskórka. Odpowiedzialne za codzienną regenerację różnych warstw naskórka. 8

9 1.Epidermalne komórki macierzyste Komórki macierzyste stanowią 2-7% komórek warstwy podstawnej komórki macierzyste warstwa podstawna błona podstawna 2. Komórki macierzyste mieszka włosowego - na całej długości mieszka włosowego, stanowiące główne źródło multipotentnych epitelialnych komórek macierzystych odpowiadających za regenerację m.in. włosów, gruczołów łojowych i naskórka. 9

10 2. Komórki macierzyste mieszków włosowych 1. multipotentnych epitelialnych komórki macierzyste mieszków włosowych 2. mezenchymalne komórki macierzyste w torebce włóknistej i w brodawce włosa, mają one potencjał do regeneracji nie tylko komórek hematopoetycznych, lecz mogą tak- że różnicować się w komórki tłuszczowe, mięśniowe czy kostne 3. komórki o potencjale zbliżonym do komórek embrionalnych są to komórki wywodzące się najprawdopodobniej z grzebienia nerwowego, zdolne do regeneracji m.in. neuronów, komórek glejowych jak i melanocytów Komórki macierzyste mieszka włosowego włos warstwa podstawna naskórek gruczoł łojowy nisza komórek macierzystych w wybrzuszeniu brodawka włosa 10

11 3. Komórki macierzyste melanocytów - Odpowiedzialne za odtwarzanie melanocytów, komórek pigmemetowych skóry. Komórki macierzyste naskórka i mieszków włosowych warunki fizjologiczne komórki macierzyste warstwy podstawnej naskórka urazy, oparzenia nabłonkowe komórki macierzyste mieszków włosowych, melanocytów 11

12 określona liczba podziałów różnicowanie warstwa rogowa naskórka Komórki macierzyste mieszków włosowych nabłonkowy czynnik wzrostu (EGF) transformacyjny czynnik wzrostu alfa (TGF-alfa) + komórki macierzyste mieszków włosowych Interleukina-1-alfa NGF-alfa (necrosis growth factor-alfa) komórki macierzyste mieszków włosowych - 12

13 Ilość komórek macierzyste naskórka i mieszków włosowych spada wraz z wiekiem Komórki macierzyste - starzenie Jedną z przyczyn starzenia się skóry jest właśnie ograniczenie ilości dermalnych komórek macierzystych, które mogłyby przekształcić sie w nowe fibroblasty. Fibroblasty również z wiekiem tracą swoje funkcje zaprzestając produkcji kolagenu i elastyny. W związku z tym powinny być stale wymieniane na nowe, aktywne. Wyczerpywanie się puli komórek macierzystych prowadzi w konsekwencji do zmniejszenia liczby fibroblastów i ograniczenia żywotności tkanki. 13

14 Roślinne komórki macierzyste Roślinne komórki macierzyste Komórki macierzyste roślin znajdują się w 1. merystemach pierwszorzędowych: apikalnych wierzchołkowym łodygi i korzenia interkalarnym (wstawowym) zarodkowym 2. merystemach drugorzędowych: kambium (miazga twórcza) kallus (merystem przyranny) 14

15 Merystemy apikalne Merystemy interkalarny 15

16 Kambium kambium kambium drewno łyko Kallus 16

17 Roślinne komórki macierzyste - proliferacja Proliferacja roślinnych komórek macierzystych jest pod ścisłą kontrolą dwóch białek: WUSCHEL (WUS) CLAVATA3 (CLV3) Roślinne komórki macierzyste - proliferacja Komórki inicjalne (stem cells) ekspresja CLV3, tożsamość tym komórkom jest nadawana przez komórki centrum organizacyjnego Centrum organizacyjne ekspresja WUS CLV3 WUS 17

18 Roślinne komórki macierzyste użyte w kremach nie są żywymi komórkami W kosmetologii pojęcie roślinnej komórki macierzystej oznacza jej zawartość otrzymaną w wyniku trawienia ściany komórkowej prowadzącego do rozpadu komórki. 18

19 Arbutyna Glukozyd hydrochinonu, działa rozjaśniająco na skórę poprzez inhibicję tyrozynazy melanosomów. Nie dochodzi do utlenienia tyrozyny do 3-(3,4-dihydroksyfenylo)-alaniny (DOPA) a w konsekwencji nie powstaje melanina. Jest także naturalnym filtrem zatrzymującym promieniowanie UV (A, B, C). Otrzymanie roślinnych komórek macierzystych 19

20 Otrzymanie roślinnych komórek macierzystych 1. Dobór materiału roślinnego 2. Sterylizacja tkanki, otrzymanie eksplantatu 3. Założenie czystej (aksenicznej) kultury Pożywka, na którą wykłada się ekplantaty musi dostarczać niezbędne do wzrostu i rozwoju związki mineralne (makro- i mikroelementy), źródło energii i węgla, witaminy, organiczny azot i regulatory wzrostu. Otrzymanie roślinnych komórek macierzystych c.d. 4. Otrzymanie kallusa Kalus, kallus, merystem przyranny tkanka roślinna powstająca w miejscu zranienia rośliny najczęściej z okolicznych komórek tkanki miękiszowej. 5. Kultura prowadzona jest w ciemności, utrata zdolności fotosyntezy 6. Wytworzenie roślinnej linii komórkowej o ściśle określonych właściwościach fizykobiochemicznych. 20

21 Otrzymanie roślinnych komórek macierzystych c.d. 7. Dalsza hodowla w zawiesinie bioreaktor 8. Liza komórek z wykorzystaniem wysokiego ciśnienia 9. Otrzymany ekstrakt jest inkorporowany do liposomów Komórki macierzyste - działanie Jaki jest wpływ roślinnych komórek macierzystych na żywotność ludzkich komórek macierzystych? 21

22 liczba komórek Komórki macierzyste działanie test żywotności komórek Błękit trypanu wybarwia komórki martwe na kolor niebieski. Komórki macierzyste - działanie kontrola 0,01% 0,1% 22

23 Komórki macierzyste - działanie Jaki jest wpływ roślinnych komórek macierzystych na żywotność ludzkich komórek macierzystych? Wniosek: Roślinne komórki macierzyste zwiększają żywotność ludzkich komórek macierzystych krwi pępowinowej. Komórki macierzyste - działanie Czy roślinne komórki macierzyste chronią ludzkie komórki macierzyste przed promieniowaniem UV? 23

24 Spadek liczby komórek Komórki macierzyste - działanie kontrola 0,01% 0,1% Komórki macierzyste - działanie Czy roślinne komórki macierzyste chronią ludzkie komórki macierzyste przed promieniowaniem UV? Wniosek: Roślinne komórki macierzyste chronią ludzkie komórki macierzyste krwi pępowinowej przed promieniowaniem UV. 24

25 Komórki macierzyste - działanie Czy roślinne komórki macierzyste chronią ludzkie komórki macierzyste przed stresem oksydacyjnym? Komórki macierzyste - działanie Gen +H 2 O 2 kontrola (% : komórki nie traktowane) +H 2 O 2 +ekstrakt z komórek macierzystych (% : komórki nie traktowane) Cyklina B1: dodatnio wpływa na proliferację Cyklina E1: kontrola mitozy p53: białko supresorowe nowotworów IGF: dodatnio wpływa na proliferację HO-1: enzym antyoksydacyjny

26 Komórki macierzyste - działanie Czy roślinne komórki macierzyste chronią ludzkie komórki macierzyste przed stresem oksydacyjnym? Wniosek: Roślinne komórki macierzyste chronią ludzkie komórki macierzyste krwi pępowinowej przed stresem oksydacyjnym. Komórki macierzyste - działanie Czy roślinne komórki macierzyste na przeżywalność ludzkich komórek mieszków włosowych? 26

27 Przeżywalność w odniesieniu do dnia 14 (%) Komórki macierzyste działanie na komórki macierzyste mieszków włosowych technika mikrodisekcji komórki mieszków włosowych Komórki macierzyste - działanie 14 dzień apoptoza dzień 16 dzień 18 dzień 20 27

28 Komórki macierzyste - działanie Czy roślinne komórki macierzyste na przeżywalność ludzkich komórek mieszków włosowych? Wniosek: Roślinne komórki macierzyste opóźniają wystąpienie procesy apoptozy w hodowlach ludzkich komórek mieszków włosowych. Roślinne komórki macierzyste - działanie Poprawa struktury skóry poprzez aktywację fibroblastów: komórki macierzyste cytryny pobudzają produkcję kolagenu oraz elastyny Elastyna w skórze 28

29 Roślinne komórki macierzyste - działanie Aktywacja transglutaminazy K (TGK): TGK jest zaangażowana w proces tworzenia koperty rogowej która jest niezbędna do zapewnienia normalnej barierowej funkcji skóry. W jej skład wchodzi wiele białek, między którymi TGK wytwarza krzyżowe wiązania. Aktywacja TGK ma korzystny wpływ na gładkość skóry Rybia łuska blaszkowata 29

30 Roślinne komórki macierzyste Komórki macierzyste uzyskane z: drzewa arganowego - opóźniające wyczerpywanie się dermalnych komórek macierzystych róży alpejskiej - chroniące skórę przed stresem oksydacyjnym wywołanym promieniowaniem UV oraz zwiększa witalność komórek macierzystych skóry żywokostu lekarskiego - poprawa odnowy komórkowej i regeneracji epidermalnych komórek macierzystych Roślinne komórki macierzyste Komórki macierzyste uzyskane z z winogrona Ekstrakt z tych komórek zawiera duże stężenie resweratrolu który: jest antyoksydantem wielokrotnie silniejszym niż witamina C i A działa przeciwzapalnie działa antywirusowo (NOS) 30

31 Roślinne komórki macierzyste Komórki macierzyste uzyskane z: szarotki alpejskiej mikołajka nadmorskiego Roślinne komórki macierzyste są w pełni bezpieczne dla skóry i nie pwodują działań niepożądanych. Ich skuteczność została potwierdzona zarówno w testach in vitro oraz in vivo. 31