החוקרים ברפואה של ג'ונס הופקינס מדווחים על עדויות חדשות לכך שהחלבון Piezo1 שולט בגידול העור על ידי גילוי כאשר נמתח העור ואז מתאם את השינויים המטבוליים והחיסון הנחוצים לצמיחה. מומחים אומרים כי הממצאים עשויים בסופו של דבר לעזור לרופאים לפתח גישות טיפוליות לא פולשניות ליצירת עור חדש לטיפול בכוויות ופגיעות אחרות הדורשות שתל עור.
מדענים הבינו זה מכבר כי לחץ פיזי רב מדי, המוגדר כמתח הפנימי והחיצוני שחוו תאים ומבנים בגוף, גורם לקרע העור, אך רמות מתונות מקדמות צמיחה, כמו שינויי הגוף שנראו במהלך התפתחות הילד והריון.
גידול עור מבוסס מתח כרוך באפידרמיס (שכבת העור החיצונית ביותר) ודרמיס (שכבת העור הבינונית), אך כיצד הוא מבוקר מולקולרי נותר לא ברור. לעומת זאת, החוקרים יודעים כי ריפוי פצעים, תהליך גוף נוסף הכרוך בצמיחת עור, נשלט על ידי מסלול האיתות של היפו ודורש תיאום בין תאי דם, שומן, חיסון, עצב ועור.
מחקרים קודמים מצאו את Piezo1, מה שנקרא חלבון מכנוטרנספרנסר שהופך את הכוח הפיזי לאותות ביולוגיים הניתנים לפעולה, היה ברמות גבוהות בעור, מה שמרמז על תפקיד פוטנציאלי עבורו בגידול העור.
במערך של ניסויים במימון NIH שפורסם ב- 25 ביולי ב תקשורת טבעצוות המחקר בהנהגת JHM התכוון לחקור כיצד Piezo1 עשוי לחוש ולהגיב תחילה למתיחות מכניות על ידי זיהוי האותות המולקולריים המופעלים כאשר העור נמתח בעכברים, ואז על ידי בחינת האופן בו אותות אלה יכולים לתרום לצמיחה בעת מניפולציה של Piezo1.
על פי יינגצ'או Xue, Ph.D., המחבר הראשון של עמית המחקר והמחקר במעבדת גרזה בבית הספר לרפואה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, הצוות השתמש בשיטה אנליטית המכונה תעתיק מרחבי כדי להשוות בין רמות הביטוי הגן והמיקומים הפיזיים של הגנים שהופעלו על פני דגימות עור שנאספו 14, 32 יום-יום.
בדגימות מורחבות, הצוות מצא את ציוני חתימת הגנים של אנגיוגנזה, אנגיוגנזה וסטרס שהם יצרו על בסיס ספרות קיימת עלו 2.1 פעמים, 1.4 פעמים ו -1.4 פעמים, בהתאמה. הציונים המוגברים בתוספת פעילות תאי חיסון מוגברים שנמצאים בכל הדגימות הצביעו על תגובה מערכתית ומתואמת למתח העור המוגבר.
"הספרות הקיימת הראתה שהמסלולים שזיהינו היו בקורלציה הדוקה עם הביטוי Piezo1", אומר שואה. אחד המסלולים, מסלול האיתות TGF-beta, מווסת את תפקוד מערכת החיסון וצמיחת תאים.
הצוות מתעמק יותר כדי לחקור את תפקידו של פייזו 1, וביקש לחשוף כיצד הגדלת או ירידה בפעילות Piezo1 תשנה את צמיחת העור מבוססת המתח.
לשם כך, החוקרים התייחסו לראשונה לקבוצת עכברים עם מפעיל Piezo1, Yoda1. הם הבחינו כי טיפול ב- Yoda1 הגביר את הביטוי של מסלולי דלקת ומטבוליזם הקשורים למתח בפחות זמן מאשר שנצפה בתחילה בעכברים המורחבים לעומת העכברים הלא-מעורבים, וכתוצאה מכך עלייה של 130% בשטח השטח של העור, עלייה של 120% במשקל העור ו -130% עלייה בעובי האפידרמיס לעומת עכברי בקרה שאינם מטופלים.
מכיוון שהגברת הביטוי Piezo1 הוגבר עוד יותר ביטוי מסלול, הצלחנו להראות שמדובר בהדק צמיחת עור מפתח. "
Yingchao Xue, Ph.D., המחבר הראשון של עמית המחקר והמחקר במעבדת גרזה בבית הספר לרפואה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס
בשלב הבא, הקבוצה יצרה קו עכבר "נוקאאוט" Piezo1 בו הוסר חלבון Piezo1 באופן סלקטיבי מהעור לאחר שטופל בטמוקסיפן. בעכברי הנוק -אאוט, ירידה ממוצעת של פי 0.9 בשטח הפנים של העור, נצפתה 0.84 פעמים במשקל העור וירידה של פי 0.80 בעובי האפידרמיס בהשוואה לשליטה, והדגימה כי היעדרותו של פייזו 1 משפיעה לרעה על יכולת הגוף להסתגל ולצמוח תחת מתח פיזי.
יחד, אומר שואה, על פי ההערכה, הממצאים הם הראשונים שמדגימים את Piezo1 ממלאת תפקיד מפתח בוויסות השינויים המולקולריים הנחוצים ליכולת העור לצמוח בתגובה ללחץ מכני.
החוקרים אומרים כי המחקר יכול לקדם את החיפוש אחר דרכים בטוחות ויעילות לגידול עור, מה שיסייע לחולים לעבור ניתוח שחזור לכוויות, טראומה או מומים מולדים. השיטות הנוכחיות, כמו מרחיב סיליקון, גוזלות זמן ויכולות לגרום לסיבוכים, כולל דלקות בעור.
בעתיד, צוות המחקר מתכנן לחקור כיצד מתרגמים הממצאים שלהם לבני אדם.
המחקר נתמך על ידי המכון הלאומי לדלקת פרקים ומחלות שרירים ושלד ועור (R01AR074846, R56AR082660), המכון הלאומי להזדקנות (P30AG021334), קרן הקריירה של דניאל נטאנס, קרן המחקר של התא (2022-MSCRFD-5917).
לואיס א. גרזה, ד"ר דוקטורט, קיבל תמיכה במענק ותשלומי תמלוגים מחברת המחקר המתקדמת של סאן פארמה (SPARC) כחלק מהסכם רישוי עם הקבוצה, שאינם קשורים למחקר. המחברים האחרים מדווחים על ניגודי אינטרסים.
חוקרים אחרים של ג'ונס הופקינס המעורבים במחקר הם אליזבת וויניקי, ז'וקסו ג'אנג, אינס לופז, סייפנג וואנג, צ'רלס קירבי, סם לי, אנג לי, צ'און לי, חנה מינסקי, קאיטין וויליאמס, קווין יואה-יסון יאנג, סאשנק ק. רדדי וגיס גרסה.
