Personer med allvarliga brännskador, sängar eller kroniska sjukdomar som diabetes är i riskzonen för att utveckla sår som kallas kutana sår, som kan sträcka sig genom flera skikt av huden.
Förutom att vara extremt smärtsam kan dessa sår leda till allvarliga, ibland dödliga infektioner eller amputationer. Typiskt behandlas dessa sår genom kirurgisk transplantering av befintlig hud för att täcka såret. Men när såret är särskilt stort kan det vara svårt att ympa tillräckligt mycket hud. I sådana fall kan forskare isolera hudceller från en patient, odla dem i laboratoriet och transplantera dem tillbaka till patienten. Men förfarandet är tidskrävande, riskabelt för patienten, och inte nödvändigtvis effektivt.
Den dramatiskt stigande graden av diabetes bara understryker ett akut behov av att utveckla nya effektiva metoder för behandling av kutana sår.
Mitt laboratorium vid Salk-institutet fokuserar på att utveckla stamceller-baserade metoder för att "omprogrammera" celler från en typ till en annan i syfte att regenerativ medicin.
I en rapport i tidningen Natur beskriver vi en ny teknik för att direkt omvandla cellerna som är naturligt närvarande i ett öppet sår till nya hudceller genom att omprogrammera de sårade cellerna till ett stamcellsliknande tillstånd, i vilka celler återgår till ett tidigare, mer flexibelt tillstånd som de kan utvecklas till olika celltyper.
En postdoktorell forskare i mitt laboratorium, Masakazu Kurita, som har en bakgrund i plastikkirurgi, visste att ett kritiskt steg i sårläkning var migrationen av stamcellerliknande celler som kallas basala keratinocyter - från närliggande, oskadad hud - till sår.
Basal keratinocyter är prekursorer till många olika typer av hudceller. Men stora, allvarliga sår som kutana sår har inte längre några basala keratinocyter. Dessutom, eftersom dessa sår läker, är cellerna som multiplicerar i området - kända som mesenkymala celler - främst involverade i att stänga såret och inflammationen, men de kan inte bygga upp frisk hud.
Vi ville konvertera dessa mesenkymceller till basala keratinocyter utan att någonsin ta dem ut ur kroppen.
För att göra det jämförde vi nivåerna av olika proteiner i de två celltyperna - mesenkymceller och keratinocyter - för att ta reda på vad som skilde dem och ta reda på vad vi skulle behöva byta för att omprogrammera en celltyp i den andra.
Vi identifierade 55 proteiner, som vi kallar "omprogrammeringsfaktorer", som potentiellt är inblandade i att bestämma och behålla den cellulära identiteten hos basala keratinocyter. Vi utförde ytterligare experiment på varje potentiell omprogrammeringsfaktor och begränsade listan ner till fyra faktorer som skulle förvandla mesenkymceller till basala keratinocyter in vitro i petriskålar. Dessa keratinocyter bildade sedan alla celler närvarande i frisk ny hud.
Vi testade sedan kraften i dessa fyra faktorer för att behandla hudsår på möss. Bara 18 dagar efter att vi applicerade en aktuell lösning som innehöll dessa fyra faktorer direkt på såren såg vi läkning. Dessa fyra faktorer omprogrammerade mesenkymcellerna i såret i keratinocyter som sedan växte in i de många celltyperna som utgör en hälsosam hud, stänger och läker såret. Dessa celler fortsatte att växa och ansluta sig till omgivande hud, även i stora sår. När vi undersökte mössen tre månader och sex månader senare såg vi att de nybildade cellerna fungerade som en frisk hud. Gnagans hud läker annorlunda än människans hud, så det fanns ingen synlig ärrvävnad, även om den borde ha varit där.
Ytterligare arbete är nödvändigt för att säkerställa säkerheten för detta tillvägagångssätt, särskilt under en mycket längre tid, men som ett första test av konceptet är resultaten mycket lovande.
Vi är optimistiska att vårt tillvägagångssätt representerar ett inledande principskydd för in vivo regenerering av en hel tredimensionell vävnad, som huden, inte bara enskilda celltyper. Förutom sårläkning kan vårt tillvägagångssätt vara användbart för att reparera hudskador, motverka effekterna av åldrande och hjälpa oss att bättre förstå hudcancer.
Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Juan Carlos Izpisua Belmonte. Läs den ursprungliga artikeln här.
Som skattedagens tillvägagångssätt, en påminnelse som vi också kan gilla, inte
Sedan åtminstone 2004 har Stanfords lagprofessor Joseph Bankman varit i en Don Quixote-liknande strävan att göra registreringsskatter inte suger. När allt kommer omkring har regeringen för det mesta det mesta av informationen om din avkastning, vilket betyder att när det gäller arkivering av skatter, kan vi också, som inte.
20 Tillvägagångssätt för onlineutbildning som inte är tråkigt och inte suger
Internet gör det enkelt att ta reda på om galna begåvade människor gör fantastiska saker. Det betyder att internet också gör det lätt att komma med anledningar att känna sig dålig om oss själva. Lyckligtvis botar sjukdomen sjukdomen. Trots vad du är reaktionär farbror säger kan internet göra dig smartare - om du k ...
3D-tryckta pistoldesignerna får en avslappnad ny tillvägagångssätt från regulatorer
En ny rättvisningsavdelning avslutar en ungefär fyra års kamp mellan federala tillsynsmyndigheter och en grupp av pistolaktivister som ville publicera 3D-tryckta pistolscheman online. Argumentet handlar om huruvida programvara som möjliggör tillverkning av dödliga vapen bär yttrandefrihet.