Η ερευνητική ομάδα μπορεί πλέον να μεταφέρει σε διάφορα μέρη του σώματος λειτουργικούς θύλακες τριχών ποντικιού που ανέπτυξε με επιτυχία στο εργαστήριο, έξω από το σώμα.
Τα τριχοθυλάκια σχηματίζονται κατά την ανάπτυξη ενός εμβρύου. Το εξωτερικό στρώμα του δέρματος, η επιδερμίδα, και το στρώμα συνδετικού ιστού δίπλα της, το μεσέγχυμα, αλληλεπιδρούν αμοιβαία για να πυροδοτήσουν τη διαδικασία μορφογένεσης κατά την οποία τα κύτταρα αρχίζουν να ενώνονται για να σχηματίσουν το όργανο.
Παρότι τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν εξερευνήσει τους κρίσιμους μηχανισμούς που σχετίζονται με την ανάπτυξη των τριχοθυλακίων χρησιμοποιώντας ζωικά μοντέλα, εν τούτοις η πλήρης κατανόηση αυτών παραμένει μια πρόκληση.
Για την αποσαφήνιση του μηχανισμού μορφογένεσης των τριχοθυλακίων, Ιάπωνες ερευνητές από τη σχολή μηχανικών στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Γιοκοχάμα χρησιμοποιούν τώρα καλλιέργειες οργανοειδών. Τα οργανοειδή είναι μικροσκοπικές, απλές εκδοχές ενός οργάνου, που παράγουν και χρησιμοποιούν οι επιστήμονες σε ένα πιάτο petri για να μελετούν την ανάπτυξη και την παθολογία ιστών και οργάνων στο εργαστήριο.
Η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε οργανοειδή τριχοθυλακίων χρησιμοποιώντας δυο τύπους εμβρυικών κυττάρων (επιθηλιακών και μεσεγχυματικών) ποντικιών και μέσω καλλιέργειας in vitro δημιούργησε θυλάκια και άξονες τρίχας με σχεδόν 100% αποτελεσματικότητα. Τα οργανοειδή του θύλακα της τρίχας παρήγαγαν πλήρως ώριμα τριχοθυλάκια με μακριές τρίχες (μήκους περίπου 3 mm σε 23 ημέρες καλλιέργειας). Καθώς εξελισσόταν η ανάπτυξη, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρακολουθήσουν τη μορφογένεση των τριχοθυλακίων και τη μελάγχρωση των μαλλιών in vitro και να κατανοήσουν τις οδούς σηματοδότησης που εμπλέκονται στις διαδικασίες.
Οι ερευνητές εξέτασαν την χρησιμότητα των οργανοειδών των τριχοθυλακίων για τον έλεγχο φαρμάκων και στην αναγεννητική ιατρική. Στη συνέχεια πρόσθεσαν στο μέσο που χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια ένα φάρμακο που διεγείρει τα μελανοκύτταρα και παίζει βασικό ρόλο στη μελάγχρωση των μαλλιών. Με την προσθήκη αυτού του φαρμάκου, οι ερευνητές βελτίωσαν σημαντικά το χρώμα των ινών που μοιάζουν με τρίχες.
Επιπλέον, με τη μεταμόσχευση των καλλιεργημένα ωοθυλακίων σε γυμνά ποντίκια – εργαστηριακά ποντίκια που εκτράφηκαν ειδικά με κατασταλμένο ανοσοποιητικό σύστημα – για να παρατηρήσουν εάν τα οργανοειδή μπορούσαν να ενσωματωθούν σε ένα ζωντανό σώμα, οι επιστήμονες πέτυχαν αποτελεσματική αναγέννηση των τριχοθυλακίων με επαναλαμβανόμενους κύκλους μαλλιών, 10μηνης διάρκειας τουλάχιστον. Οι ίδιοι πιστεύουν ότι το in vitro μοντέλο τριχοθυλακίων θα μπορούσε να αποδειχθεί πολύτιμο για την καλύτερη κατανόηση της επαγωγής των τριχοθυλακίων, για την αξιολόγηση των φαρμάκων για τη μελάγχρωση και την ανάπτυξη των μαλλιών και για την αναγέννηση των τριχοθυλακίων.
Προφανώς αυτή είναι μια μελέτη σε ποντίκια, και δεν μπορεί ακόμα να επεκταθεί στους ανθρώπους, αλλά η ανθρώπινη έρευνα είναι η επόμενη στη σειρά. Σε αντίθεση με τη μελέτη σε ποντίκια, η ομάδα δεν θα χρησιμοποιήσει κύτταρα που έχουν συλλεχθεί από έμβρυα, αλλά θα λάβει κύτταρα που δωρήθηκαν από ενήλικες και θα τα μετατρέψει σε βλαστοκύτταρα , από τα οποία ελπίζει να αναπτύξει τα απαιτούμενα επιθηλιακά και μεσεγχυματικά κύτταρα.
Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να είναι αποκαλυπτική από μόνη της, αλλά ο τελικός στόχος είναι φιλόδοξος. Η ομάδα ελπίζει ότι η έρευνά της θα οδηγήσει σε θεραπείες για καταστάσεις όπως η αλωπεκία ή η φαλάκρα, που επηρεάζουν όλα τα φύλα.
Επιπλέον, ένα in vitro μοντέλο μορφογένεσης και ανάπτυξης τριχοθυλακίων μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από τις δοκιμές σε ζώα.
Τα ευρήματά δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο Science Advances.
