Ako 3D tlač umožňuje vedcom pestovať nové ľudské vlasy
Vedci z Kolumbijskej univerzity našli spôsob, ako pomocou technológie 3D tlače simulovať pokožku hlavy človeka a umožniť tak rast nových ľudských vlasov. Potom môžu nové vlasy transplantovať do pokožky hlavy ľudí, ktorí majú vypadávanie vlasov.
Veľké množstvo ľudí na celom svete má skúsenosti s vypadávaním vlasov v tej či onej podobe, buď z prirodzených príčin, alebo ako vedľajší účinok lekárskej terapie. V mnohých z týchto prípadov - najmä u jedincov s prirodzeným vypadávaním vlasov - je proces nevratný.
Štúdie preukázali, že vypadávanie vlasov môže mať významný vplyv na sebaobraz a kvalitu života žien i mužov, pretože väčšina kultúr pripisuje prírodným vlasom veľký význam.
Napriek tomu môžu byť možnosti liečby pre ľudí so stratou vlasov hit-and-miss a niektorí jedinci môžu vyžadovať cielenejšie zákroky, napríklad transplantáciu vlasov.
Tento postup spočíva v transplantácii vlasových folikulov z jednej časti tela človeka do druhej. Teraz však môžu byť na obzore nové a udržateľnejšie možnosti opätovného rastu vlasov.
Niektoré nedávne výskumy sa zameriavali na použitie kmeňových buniek na pestovanie nových prirodzených ľudských vlasov, experimenty sa však spoliehali na použitie kože myší ako „semeniska“ týchto buniek.
Tím výskumníkov z Lekárskeho centra na Kolumbijskej univerzite v New Yorku (NY) po prvý raz vyvinul metódu pestovania nových ľudských vlasov. Namiesto toho, aby sa spoliehali na pokožku, použili metódy 3D tlače.
Vedci vysvetľujú, že ich úspešný experiment bol prvým vo viacerých ohľadoch. Vedcom sa v laboratóriu podarilo vypestovať si chlpy potkanov a myší nezávisle, mali však problém dosiahnuť to isté s ľudskými vlasmi.
"Z buniek potkanov a myší rastú nádherné chĺpky." Ale z dôvodov, ktorým celkom nerozumieme, sú ľudské bunky rezistentné, “hovorí spoluautorka Angela Christiano, Ph.D.
Výsadba „semena“ nových vlasov
Christiano a tím sa pýtali, či by boli schopní stimulovať rast nových vlasov v laboratóriu vytvorením prostredia podobného tomu, ktoré prirodzene zaberajú bunky ľudských vlasov.
Ich prvý pokus zahŕňal vytváranie malých guľôčok buniek a ich suspendovanie vo vnútri kvapiek tekutiny. Potom tieto guľôčky implantovali do myší, aby zistili, či im dorastú vlasy. Vedci neboli spokojní s týmto prístupom, pretože hoci niektoré z implantovaných buniek tvorili nové vlasy, iné sa nedokázali vyvinúť.
Ďalej sa tím rozhodol experimentovať s technikami 3D tlače a zistiť, či dokážu vytvoriť mikroprostredie, ktoré užšie napodobňuje prirodzené prostredie ľudských vlasových folikulov. Vyšetrovatelia informujú o svojom postupe, ako aj o svojich výsledkoch, v študijnom dokumente, ktorý sa objaví v Komunikácia o prírode.
Christiano a jeho kolegovia nakoniec vytvorili plastové formy s vyčnievajúcimi predĺženiami, ktoré boli široké pol milimetra.
„Predchádzajúce výrobné techniky nedokázali vytvoriť také tenké projekcie, takže túto prácu výrazne uľahčili inovácie v technológii 3D tlače,“ vysvetľuje prvý autor Hasan Erbil Abaci.
Ďalej sa vedcom podarilo dosiahnuť, aby ľudská pokožka rástla okolo plesne. Do nej umiestnili bunky vlasových folikulov, ktoré zhromaždili od dobrovoľníkov, a navrch pridali bunky produkujúce keratín. Nakoniec stimulovali rast pridaním rôznych rastových faktorov.
Tento test bol úspešný - za nie viac ako 3 týždne bunky vytvorili ľudské vlasové folikuly, ktoré boli schopné začať pestovať vlasy.
Vedci poznamenávajú, že tento proces ešte zďaleka nie je dokonalý. Napriek tomu má potenciál vytvoriť udržateľný zdroj prírodných vlasov na transplantácie a poskytnúť vlasy každej osobe, ktorá ich môže potrebovať.
„To [by rozšírilo] dostupnosť obnovy vlasov pre všetkých pacientov - vrátane 30 miliónov žien v Spojených štátoch, ktoré trpia rednutím vlasov, a mladých mužov, ktorých vlasové línie stále ustupujú. Operácia obnovy vlasov by už nebola obmedzená počtom vlasov darcu, “hovorí Christiano.
Vedci poukazujú na to, že pestovanie ľudských vlasov týmto spôsobom v laboratóriu by mohlo byť užitočné aj pri farmaceutickom výskume, čo dáva vyšetrovateľom väčšiu slobodu pri hľadaní alebo testovaní nových liekov na rast vlasov.
"Ukázali sme, že v zásade môžeme vytvoriť farmu na vlasy: mriežku chĺpkov, ktoré sú správne vzorované a upravené tak, aby ich bolo možné transplantovať späť do pokožky hlavy toho istého pacienta."
Angela Christiano, PhD.
Zatiaľ čo väčšina výskumníkov, ktorí sa zúčastnili tejto štúdie, nevyhlásila žiadne konkurenčné záujmy, Angela Christiano a Colin Jahoda spresnili, že sú zakladateľmi biotechnologickej spoločnosti Rapunzel Bioscience, ktorá investuje do regeneračných terapií pre vlasy a pokožku.
