Экзосомы — это микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки), диаметром от 30 до 100 нанометров, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов. Это межклеточные мессенджеры, которые передают информацию внутри нашего организма от одной клетки к другой и играют важнейшую роль в координации процессов клеточного старения.
Над «эликсиром красоты и молодости» трудились все: от древних греков до алхимиков, от ведуний до врачей современности. И пусть все еще не существует «эликсира молодости» или «таблетки от старости» — на сегодняшний день уже есть ряд открытий и исследований, позволяющих обновить клетки различных тканей. В данном обзоре внимание будет сконцентрировано на коже и механизмах ее искусственной регенерации.
КОЖА МОЛОДАЯ И СТАРАЯ
Для начала разберемся, как устроена кожа. Верхний слой — эпидермис — защищает ее от механических повреждений. Под ним расположена дерма, или собственно кожа. В ней залегают протоки желез, нервные окончания, волосяные луковицы, мышечные волокна.
Наконец, «фундаментом» кожи является внеклеточный матрикс (ВКМ). Его основные элементы: гиалуроновая кислота, эластические и коллагеновые волокна — поддерживают структуру кожи, обеспечивая ей здоровый и подтянутый вид. Кроме того, в матриксе содержатся фибробласты — специальные клетки, которые отвечают за его регенерацию — и металлопротеиназы — ферменты, разрушающие вышедшие из строя элементы матрикса.
Чем же старая кожа отличается от молодой? Один из самых очевидных признаков — морщины. Они появляются как раз из-за изменений в матриксе: старые коллагеновые волокна начинают разрушаться металлопротеиназами быстрее, чем фибробласты синтезируют новые.
Причина такого сбоя в том, что с возрастом изменяется количество и активность фибробластов. Из-за этого они синтезируют новые волокна коллагена медленнее и в меньших количествах. В то же время увеличивается количество фермента металлопротеиназы, разрушающей уже существующие волокна. В итоге кожа становится морщинистой и дряблой, а ресурсов на восстановление у нее все меньше и меньше. Доказано, что возрастные снижения активности деления и коллагенового синтеза фибробластов связаны с понижением факторов (особых белков-активаторов), связанных с их ростом и развитием, например, с PDGF (связывается с рецепторами фибробластов и повышает их способность к делению) и TGF-beta (участвует в матричном биосинтезе фибробластов).
ПОВРЕЖДЕННАЯ КОЖА
Однако на активность фибробластов, целостность коллагеновых нитей и количество металопротеиназы влияет не только возраст. Кожа может сильно повреждаться в результате механического воздействия и внешних факторов, таких как грязный воздух, курение, несбалансированное питание или УФ-излучение. Для последнего даже введен термин «фотостарение», означающий ухудшение состояния кожи в результате избытка попадающего на нее ультрафиолета. Признаками фотостарения является гиперпигментация, сухость, грубость и тусклый цвет кожи. Более того, результатом фотостарения может стать рак кожи.
Реакцией кожи на повреждение является запуск процесса заживления. Стенки сосудов на поврежденном участке становятся липкими; к ним приклеиваются тромбоциты и лейкоциты, образуя «пробку». В то же время запускается каскад химических реакций, превращающий один из растворимых белков крови — фибриноген — в нерастворимый фибрин. С помощью этого белка «пробка» из тромбоцитов дополнительно уплотняется, и на месте раны образуется характерная темная корочка, если рана открытая, или темное пятно и уплотнение, если повреждены только внутренние слои кожи (например, при легких ожогах страдает в первую очередь дерма, при этом кожный покров остается целым). Далее подключаются фибробласты: они мигрируют к поврежденному участку кожи, активно делятся и начинают продуцировать коллаген. В результате среда внутри тканей становится более благоприятной; на поврежденном участке запускаются процессы реэпителизации (восстановления кожи).
Однако полная регенерация практически невозможна, и в результате на месте повреждения остается шрам.
Относительно недавно перед учеными открылся новый способ омоложения кожи и улучшения ее качества. Он основан на терапевтических свойствах экзосом, секретируемых стволовыми клетками: мезенхимальными стромальными клетками в случае механических повреждений кожи и человеческими индуцированными плюрипотентными клетками — в случае проведения клеточного омоложения. Стоит признаться, что на данном этапе этот способ является далеко не самым эффективным и требует множества дополнительных исследований, однако его потенциал неоспорим.
ЭКЗОСОМЫ: ЧТО ЭТО ТАКОЕ?
Экзосомы — «бутылочная почта» организма. Это мелкие мембранные пузырьки, которые выделяются в межклеточное пространство клетками самых разных тканей и органов и с кровью разносятся по организму. Внутри пузырьков находится «коктейль» из белков, ДНК, разных видов РНК и липидов. Компоненты этого коктейля могут участвовать в межклеточной коммуникации, иммунном ответе и многих других процессах.
Из всего коктейля наибольший интерес представляют микроРНК, так как, видимо, именно ими обусловлен терапевтический эффект экзосом.
Как уже было сказано, экзосомы, использующиеся для терапии кожи, выделяются из мезенхимальных стромальных клеток и человеческих индуцированных плюрипотентных клеток.
ЧТО МОГУТ ЭКЗОСОМЫ ПЛЮРИПОТЕНТНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК
Во-первых, экзосомы иПСК ускоряют пролиферацию фибробластов. Интересно, что «передозировка» экзосомами практически невозможна: если доза слишком велика, то «лишние» экзосомы просто не проявляют никакой активности.
Кроме пролиферации, экзосомы иПСК повышают клеточную миграцию фибробластов, из-за чего восстановление кожи после механического повреждения идет быстрее. Для исследования эффекта иПСК-экзосом на миграцию фибробластов ученые наблюдали за изменением количества фибробластов на свежеповрежденном участке кожи. В результате стало ясно, что количественные показатели фибробластов, обработанных иПСК-экзосомами, куда выше, чем у контрольной группы.
В начале статьи упоминалось пагубное влияние УФ-излучения на кожу: от его воздействия разрушаются нити коллагена, повреждаются фибробласты и увеличивается количество металлопротеиназ. Оказывается, иПСК-экзосомы могут помочь и здесь: они восстанавливают поврежденные фибробласты и повышают их жизнеспособность более чем на 20%! Таким образом, через уменьшение негативного влияния ультрафиолета на фибробласты кожи, иПСК-экзосомы косвенно влияют на процессы регенерации и пролиферации кожи в целом.
БЕЗОПАСНОСТЬ
Продукты с экзосомами не содержат стволовые клетки. Экзосомы - продукты жизнедеятельности клеток. По мнению экспертов, терапия экзосомами безопаснее и перспективнее, чем терапия клетками.
По всему миру проходят клинические исследования экзосом при различных нозологиях (ОРДС, легочные инфекции, COVID-19, депрессия, тревога, деменция, заживление кожных ран, острый ишемический инсульт, буллезный дистрофический эпидермолиз). Отмечаем, что экзосомы могут быть использованы не только в косметологии, но и в других медицинских областях, где имеется аномальная воспалительная реакция (цитокиновый шторм, аутоиммунные заболевания) или где необходимо ускорить процесс регенерации (ожоги, переломы и т.д.).
БИОХИМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СТАРЕНИЮ И МЕЖКЛЕТОЧНАЯ «ПОЧТА»
В наши дни старение является предметом тщательных научных исследований, основанных на расширяющихся знаниях о молекулярных и клеточных основах жизни.
С точки зрения биохимии, старение — это нарушение работы клеток и их взаимодействий между собой. И если стоит задача восстановить молодость и здоровье тканей, то необходимо начать с клетки.
Известно, что клетки нашего организма находятся в тесной взаимосвязи друг с другом и постоянно «общаются». Межклеточная коммуникация — это важнейший механизм всех биохимических процессов. И если коммуникация нарушена, благоприятных процессов ожидать не стоит.
ОТ КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ К ТЕРАПИИ ЭКЗОСОМАМИ
Более 70 лет прошло с момента открытия экзосом, почти 15 лет ведется их активное изучение и применение в медицине, а в 2013 году за их исследования присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. В рамках эстетической медицины в anti-age направлении они успешно применяются для передачи информации о том, какой структурой, свойствами и функционалом должна обладать молодая и здоровая клетка.
Они буквально перепрограммируют «старые» и «поврежденные» клетки, замедляя процесс старения и ускоряя регенерацию. В отличие от клеток экзосомы не могут размножаться и по этой причине являются безопасным и эффективным средством для омолаживающей терапии.
ОБНОВЛЕНИЕ И ПЕРЕПРОГРАМИРОВАНИЕ КЛЕТОЧНОГО СТАТУСА
Благодаря своему интеллектуальному регенерирующему свойству, препарат с экзосомами оказывает следующие действия:
- Замедляет процессы старения
- Обеспечивает естественный лифтинг, благодаря которому контуры лица становятся более четко выраженными
- Устраняет раздражения и покраснения, выравнивает тон
- Способствует ускоренному восстановлению тканей в случае повреждения
- Делает кожу более эластичной, увлажненной, гладкой и плотной.
- Возвращает коже способность восстанавливаться самостоятельно
Препарат с экзосомами обладает селективным действием и позволяет настроить клетки кожи на работу в молодом и здоровом режиме, способствуя:
- ускорению процессов регенерации и обновления эпидермиса;
- поддержке стволовых клеток кожи и меланоцитов;
- стимуляции фибробластов на выработку коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты;
- восстановлению клеток гиподермы.
В результате, структура кожи становится более эластичной, увлажненной и плотной, исчезают раздражения и покраснения, разглаживаются морщины, контуры лица становятся более четко выраженными, благодаря естественному лифтингу.
