Opadanje kose: Obećavajući pristup uz JAK inhibitore i matične stanice

Dvije nedavne studije naglašavaju nove načine borbe protiv uobičajenog gubitka kose kod muškaraca i žena korištenjem malih molekula kao što su JAK inhibitori koji ponovno bude uspavane folikule dlake, kao i terapije matičnim stanicama usmjerene na rast novih folikula.

U prvoj studiji, istraživači predvođeni dr. sc. Angelom Christiano, profesoricom dermatologije Richard & Mildred Rhodebeck na Koledžu liječnika i kirurga Sveučilišta Columbia Vagelos, otkrili su prethodno nepoznate stanice koje drže folikule dlake miša u stanju mirovanja(link je vanjski i otvara se u novom prozoru)i pokazuju da inhibicija aktivnosti ovih stanica može ponovno probuditi uspavane folikule.

U drugoj studiji, Christianov tim stvorio je način uzgoja ljudske kose u posudi(link je vanjski i otvara se u novom prozoru), što bi moglo otvoriti operaciju obnove kose većem broju ljudi, uključujući žene, i poboljšati način na koji farmaceutske tvrtke traže nove lijekove za rast kose.

Studija otkriva stanice koje uspavljuju folikule dlake

Kod muške i ženske ćelavosti, mnogi folikuli dlake još uvijek postoje, ali su u stanju mirovanja. Potraga za novim lijekovima koji ponovno bude folikule i potiču rast kose ograničena je fokusom na pronalaženju lijekova koji djeluju na isti način kao finasterid i minoksidil, jedina dva trenutno dostupna lijeka za muškarce s muškom ćelavošću.

Christiano i njezini kolege prethodno su otkrili novi put, nazvan JAK-STAT, koji je aktivan unutar matičnih stanica folikula dlake koje miruju i održava ih u stanju mirovanja. Prethodno su pokazali da su JAK inhibitori primijenjeni na mišju kožu moćan način za ponovno buđenje mirujućih folikula dlake kod miševa.

U svojoj posljednjoj studiji istraživači su željeli dobiti detaljnu sliku prirodnih procesa koji folikule održavaju uspavanima, pa su tražili čimbenike koji kontroliraju aktivnost JAK putanje u folikulu dlake.

Nove stanice koje se zovu trihofazi

Pretraga je otkrila dosad nepoznati tip stanice povezan s imunološkim sustavom koji proizvodi tvar poznatu kao Oncostatin M koja održava folikule u stanju mirovanja. “Rijetke podskupove imunoloških stanica prije je bilo teško identificirati u cijeloj koži, ali ovaj je rad olakšala naša sposobnost da sekvenciramo pojedinačne stanice i odredimo one koje proizvode Oncostatin M”, kaže dr. Etienne Wang, prvi autor studije. Te su stanice najsličnije makrofagima, koji su stanice čistači imunološkog sustava, a tim ih je otkrio u bliskoj povezanosti s folikulima dlake koje miruju.

Istraživači su te stanice nazvali trichophages, prema grčkoj riječi tricho za kosu.

Ciljanje na trihofage također može uključiti ciklus kose. Korištenjem inhibitora malih molekula i antitijela za blokiranje Csf1R, receptora na trihofagima, istraživači bi mogli blokirati protok Oncostatina M i ponovno pokrenuti ciklus kose.

Ponovno buđenje uspavanih folikula dlake novim lijekovima

“Naše prethodne studije ukazale su na JAK-STAT signalizaciju kao jedan potencijalni novi terapijski put za poremećaje gubitka kose ciljanjem matičnih stanica folikula dlake s JAK inhibitorima”, kaže Christiano. (Biotehnološka tvrtka nedavno je izvijestila(link je vanjski i otvara se u novom prozoru)rezultati malog ispitivanja faze 2 lokalnog JAK-STAT inhibitora temeljenog na ovim studijama.) “Ovdje pokazujemo da je blokiranje izvora JAK aktivirajućeg signala izvan folikula dlake još jedan način ciljanja ovog mehanizma.”

Većina razvoja lijekova usmjerena je na liječenje muškog tipa gubitka kose, a većina kliničkih ispitivanja provodi se isključivo na muškarcima.

“Ovi novi putevi mogu dovesti do novih tretmana i za muškarce i za žene koji pate od gubitka kose, budući da se čini da djeluju neovisno o putovima muških hormona”, kaže Christiano. “Posebno ako se tretmani koriste lokalno, to bi moglo izbjeći povezane nuspojave viđene s finasteridom i minoksidilom.”

Uzgoj novih folikula dlake u posudi

U drugoj studiji, usmjerenoj na korištenje matičnih stanica za rast kose, istraživači s Columbie stvorili su način za uzgoj ljudske kose u posudi, što bi moglo otvoriti operaciju obnove kose većem broju ljudi, uključujući žene, i poboljšati način na koji farmaceutske tvrtke traže za nove lijekove za rast kose.

Ovo je prvi put da su folikuli ljudske dlake u potpunosti stvoreni u posudi, bez potrebe za implantacijom u kožu.

Godinama je bilo moguće uzgojiti dlake miša ili štakora u laboratoriju uzgojem stanica uzetih iz baze postojećih folikula.

“Stanicama štakora i miševa rastu prekrasne dlake”, kaže Christiano. “Ali iz razloga koje ne razumijemo u potpunosti, ljudske su stanice otporne.”

Kako bi razbio otpornost stanica ljudske dlake, Christiano je pokušavao stvoriti uvjete koji oponašaju 3D okruženje u kojem stanice ljudske dlake normalno žive. Laboratorij je prvo pokušao stvoriti male sfere stanica unutar visećih kapljica tekućine. Ali kada su sfere implantirane u miševe, rezultati su bili nepredvidivi: stanice nekih ljudi stvorile su novu kosu, dok druge nisu.

3D ispis stvara folikule dlake s uzorkom

U novoj studiji, Christianov tim iskoristio je jedinstvenu sposobnost 3D pisača za stvaranje prirodnijeg mikrookruženja za rast folikula dlake.

Istraživači su koristili 3D ispis za izradu plastičnih kalupa s dugim, tankim nastavcima širokim samo pola milimetra. “Prijašnje tehnike izrade nisu mogle stvoriti tako tanke projekcije, tako da je ovaj rad uvelike olakšan inovacijama u tehnologiji 3D ispisa”, kaže dr. Erbil Abaci, prvi autor ove studije.

Nakon što je ljudska koža napravljena tako da raste oko plijesni, stanice folikula dlake ljudskih dobrovoljaca stavljene su u duboke jažice i prekrivene stanicama koje proizvode keratin. Stanice su hranjene koktelom faktora rasta obogaćenih sastojcima, uključujući JAK inhibitore, za koje je laboratorij otkrio da stimuliraju rast kose.

Nakon tri tjedna pojavili su se folikuli ljudske dlake i počeli stvarati kosu.

Farme za kosu mogle bi povećati dostupnost obnavljanja kose
Iako metodu treba optimizirati, projektirani ljudski folikuli dlake stvoreni na ovaj način mogli bi generirati neograničen izvor novih folikula dlake za pacijente koji se podvrgavaju robotskim operacijama obnove kose.

Operacija obnove kose zahtijeva prijenos približno 2000 folikula dlake sa stražnje strane glave na prednji i vrh. Obično je rezerviran za muške pacijente kod kojih se gubitak kose stabilizirao i koji imaju dovoljno kose za doniranje.

“Ono što smo pokazali je da u osnovi možemo stvoriti farmu kose: mrežu dlaka koje su pravilno oblikovane i projektirane tako da se mogu presaditi natrag u tjeme istog pacijenta”, kaže Christiano.

“To proširuje dostupnost obnavljanja kose svim pacijentima – uključujući 30 milijuna žena u Sjedinjenim Državama kojima se kosa prorijedi i mladiće čije se linije kose još uvijek povlače. Kirurgija obnove kose više ne bi bila ograničena brojem dlaka donora.”

Proizvedene folikule također bi mogla koristiti farmaceutska industrija za ispitivanje novih lijekova za rast kose. Trenutačno je visokoučinkoviti probir za nove lijekove za kosu ometen nemogućnošću uzgoja folikula ljudske kose u laboratorijskoj posudi. Probirom nisu pronađeni lijekovi; jedina dva odobrena za liječenje uzorka gubitka kose—finasterid i minoksidil—u početku su ispitivana kao tretmani za druga stanja.

Tim se nada da će farme uzgojene dlake otvoriti mogućnost izvođenja visokoproduktivnih pretraga na lijekove kako bi se identificirali novi putovi koji utječu na rast kose.

Prva studija, pod nazivom ” Podskup TREM2+ dermalnih makrofaga izlučuje onkostatin M za održavanje mirovanja matičnih stanica folikula dlake i inhibiciju rasta kose(link je vanjski i otvara se u novom prozoru)”, objavljeno je u Cell Stem Cell.

Istraživanje su podržali Nacionalni centar za kožu Singapura, Nacionalno vijeće za medicinska istraživanja Singapura, Zaklada Locks of Love i Nacionalni instituti za zdravlje (S10OD020056, P30AR069632 i P50AR070588).

Dr. Christiano je konzultant i dioničar za Aclaris Therapeutics Inc., konzultant za Dermira Inc. i primatelj bespovratnih sredstava od Pfizer Inc. Dr. Drake je radio kao plaćeni konzultant za Agenus, Bayer, BMS, F-Star, Janssen, Merck, Pfizer, Pierre Fabre, Roche/Genentech i Shattuck Labs. Ima vlasnički udjel u Compugenu, Harpoonu, Kleu, Potenzi, Tizoni i Werewolfu.

Sveučilište Columbia licenciralo je intelektualno vlasništvo vezano uz ove studije tvrtki Aclaris Therapeutics Inc.

Druga studija, pod nazivom ” Tkivni inženjering folikula ljudske dlake korištenjem biomimetičkog razvojnog pristupa(link je vanjski i otvara se u novom prozoru)”, objavljeno je u časopisu Nature Communications.

Ostali autori: Hasan Erbil Abaci, Abigail Coffman, Yanne Doucet, James Chen, Joanna Jacków, Etienne Wang, Zongyou Guo, Jung U. Shin (svi s Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons) i Colin A. Jahoda (Sveučilište Durham, Durham, UK).

Istraživanje je podržao NIH (grant Nacionalnog centra za napredne translacijske znanosti UH2EB017103; grantovi Nacionalnog instituta za artritis i mišićno-koštane i kožne bolesti K01AR072131 i P30AR069632); Znanost o matičnim stanicama države New York (SDH C029550); stipendija Ines Mandl Research Foundation; i CUIMC Precision Medicine Research Fellowship