זקיקי שיער הם מבנים מורכבים המקיפים את שורש השערה, מעגנים אותו לעור ומעניקים לשיער את אחיזתו. יחד עם זאת, האזור שבין העור לזקיק מספק תנאים אופטימליים להתרבות של מיקרואורגניזמים ללא הפרעה. זה מוביל לרוב לדלקת כרונית של הזקיק, שהיא לא רק כואבת, אלא שבמקרה של אקנה אינברסה יכולה גם לעורר מחלות משניות כמו סוכרת או אפילו אלח דם חריף. בגרמניה לבדה, כ-830,000 אנשים סובלים כיום ממחלה זו.
על מנת לפתח בהצלחה חומרים פעילים חדשים נגד דלקת זקיקי שיער, נדרשים מודלים שיכולים לדמות את המצב הפיזיולוגי של העור במעבדה בצורה ריאלית ככל האפשר. צוות בראשות פרופ' קלאוס-מייקל להר ב-HIPS, אתר של מרכז הלמהולץ לחקר זיהומים (HZI) בשיתוף אוניברסיטת סערלנד, פיתח כעת מודל כזה. על ידי השתלת זקיקי שיער אנושיים חיים לתוך מטריצת קולגן בתוך פיגום פולימרי מודפס בתלת מימד, החוקרים הצליחו לשכפל בהצלחה את הסביבה הטבעית של זקיקי השיער. "למודל יש את היתרון שאנו יכולים לבדוק מועמדים לתרופות חדשות במיקרו-סביבה של זקיקי השיער בשלב מוקדם של התפתחות מבלי להיעזר בניסויים בבעלי חיים", אומר סמי עליאזדי, המחבר הראשון של המחקר.
בעבר, מועמדות תרופות חדשות לזיהומים בזקיקי שיער נבדקו תחילה במודלים פשוטים יותר, כגון זקיקי שיער אנושיים צפים חופשיים בתרבית נוזלית. עם זאת, מודלים אלה אינם מייצגים כראוי את התנאים בפועל בחולים ולכן אינם אידיאליים למחקרי יעילות ביולוגית. באמצעות מודל התלת-ממד החדש, חוקרים כבר הראו שננו-חלקיקים חודרים ומתפזרים טוב יותר בזקיקי שיער מאשר בתרביות זקיקי שיער צפים חופשיים. ננו-חלקיקים מסוגלים אפוא לחדור עמוק לתוך זקיקי השיער ומתאימים כנשאים לחומרים פעילים. הצוות של להר הצליח גם להראות שזיהומים בזקיקי שיער עם הפתוגן של בית החולים Staphylococcus aureus ניתן להילחם בצורה משמעותית יותר אם הריפמפיצין האנטיביוטי "ארוז" בננו-חלקיקים כאלה.
המודל התלת-ממדי המתואר של זקיקי שיער אנושיים מתגבר על כמה מהאתגרים הקשורים בדגמי מעבדה קודמים. "המודל שלנו מספק שכפול מציאותי יותר של המיקרו-סביבה של זקיק השיער האנושי וניתן לתרבת אותו לטווח ארוך. אבל עדיין לא הגענו לסוף הדרך. אנחנו צריכים לייעל עוד יותר את התכונות המכניות של הפולימר. אנחנו גם מתכנן לכלול סוגי תאים נוספים, כמו פיברובלסטים ותאי חיסון, כדי להפוך את המודל למייצג עוד יותר את מצב החולה", אומר עליאזדי. למודל מורכב יותר מסוג זה יש פוטנציאל גדול לספק תובנות מוקדמות חשובות לגבי כדאיות זקיקי השיער, התנהגות פתוגנים, ובסופו של דבר יכולת הניבוי של יעילות התרופות והערכות הבטיחות.
המחקר שלנו מראה שחיקוי הסביבה הטבעית של זקיקי השיער הוא קריטי להערכת היעילות של אנטיביוטיקה. מודל זה יכול להאיץ משמעותית את הפיתוח של טיפולים חדשים וממוקדים תוך הפחתת מספר מחקרים בבעלי חיים הנדרשים".
פרופ' קלאוס-מייקל להר ב-HIPS
