Komórki macierzyste i czynniki wzrostu. Możliwości regeneracji tkanek w medycynie estetycznej.

Nasza krew zawiera czynniki wzrostu, które, co potwierdzono w badaniach naukowych, wywołują masową regenerację i naprawę tkanek. Medycyna zaczęła wykorzystywać je w ortopedii, implantologii oraz chirurgii w celu wywołania procesu gojenia kości, dziąseł a także tkanek miękkich w owrzodzeniach podudzi i trudno gojących się ranach. Teraz najnowsze technologie umożliwiają wykorzystanie ich w regeneracji skóry i kości twarzy w medycynie estetycznej. Możemy je uzyskać z osocza.

Znana fotografia kierowcy, który prowadził ciężarówkę przez 28 lat.
Strona twarzy objęta fotostarzeniem była eksponowana na promieniowanie UVA, które przechodzi przez szyby. (Z: Gordon J, Brieva J. New Engl J Med. 2012; 366: 16)

Skoncentrowane czynniki wzrostu (concentrated growth factors, CGF) są trzecią (po osoczu i fibrynie bogatopłytkowej), najnowocześniejszą generacją produktów uzyskanych z krwi w celu pobudzenia procesów naprawy i regeneracji. Uzyskujemy je w specjalistycznym procesie odwirowania i separacji krwi pacjenta. Następujące w ścisłej kolejności po sobie prędkości separatora prowadzą do izolacji kolejno gęstszej matrycy złożonej z fibryny oraz położonej głębiej warstwy skoncentrowanych czynników wzrostu. Liczne badania potwierdziły, że poziom uzyskanych w ten sposób z krwi żylnej czynników wzrostu w próbce jest bardzo wysoki. Czynniki wzrostu wyekstrahowane z krwi inicjują a następnie pobudzają naprawę tkanek. Co więcej wykryto, że CGF wywołują różnicowanie komórek macierzystych krążących we krwi oraz występujących w tkankach, a więc powodują proces całkowitej odnowy obszaru, w który zostały podane. Oprócz różnicowania komórek macierzystych inicjują różnicowanie osteoblastów, czyli komórek kości np. twarzy, które w procesie starzenia ulegają resorbcji.

Oprócz czynników wzrostu w procesie separacji uzyskujemy komórki macierzyste krążące we krwi obwodowej – mezenchymalne komórki szpikowe oraz limfocyty CD 34+. W badaniach immunochistochemicznych wykazano obecność komórek CD34+ w próbkach krwi pobranych od pacjenta i poddanych procesowi separacji w celu uzyskania CGF. Jak wykazały doświadczenia na gryzoniach, macierzyste komórki mezenchymalne mogą dawać początek komórkom skóry, zarówno fibroblastom jak i keratynocytom, dzięki zjawisku mesenchymal-to-epithelial transition (MET). Ten fenomen jest obecnie stosowany z wykorzystaniem metody CGF do leczenia przewlekłych owrzodzeń podudzi, w implantologii oraz ortopedii, w celu regeneracji kości, i może odgrywać ogromną rolę w regeneracji komórek skóry i tkanki podskórnej.

Starzenie się skóry jest skomplikowanym biologicznym procesem. W przeciwieństwie do naturalnego starzenia, fotostarzenie jest procesem znacznie szybszym i gwałtowniejszym i jest spowodowane promieniowaniem długich fal świetlnych UVA (320 – 400 nm). Przy starzeniu wynikającym z naturalnego uwarunkowania skóra staje się cieńsza i pojawiają się na niej delikatne, cienkie zmarszczki. Skóra objęta fotostarzeniem jest gruba, sucha, zmarszczki są głębokie i szybko przechodzą w bruzdy. Widać wyraźnie rozszerzone ujścia mieszków włosowych, znane jako „pory”. Do tego z powodu uszkodzenia kolagenu w ścianach naczyń krwionośnych naczynia się rozszerzają i zaczynają być widoczne w postaci „pajączków”. W skórze objętej naturalnym procesem starzenia nie występują nigdy przebarwienia. W skórze z fotostarzeniem przebarwienia są zawsze obecne.

Długofalowe promieniowanie UVA powoduje uszkodzenie skóry, prowadząc do fotostarzenia, przy czym największe zniszczenia zachodzą w skórze właściwej, która jest jednocześnie miejscem, gdzie zachodzi główna naprawa uszkodzeń. Mechanizm fotostarzenia wywołanego przez promieniowanie słoneczne to między innymi produkcja wolnych rodników tlenowych (reactive oxygen species, ROS), które powstają w wyniku pochłaniania UVA przez wenwątrzkomórkowe chromatofory (melanina, porfiryny, flwoproteiny) lub egzogenne substancje uczulające (np. tetracykilny). ROS powodują uszkodzenia zasad azotowych (głównie guaniny) i pęknięć w łańcuchu DNA w komórkach.

Promienie UVA penetrują głęboko aż do warstwy podstawnej skóry właściwej. Ich celem padają fibroblasty położone w części brodawkowatej, które są odpowiedzialne za proces syntezy kolagenu, opóźnianie procesu starzenia i naprawę uszkodzeń skóry. W przeciwieństwie jednak do starzenia będącego zjawiskiem naturalnym i wewnątrzpochodnym, fotostarzenie może zostać powstrzymane lub znacznie osłabione. W wielu badaniach wykazano naprawczy wpływ CGF na fotouszkodzenia fibroblastów. CGF zapewnia idealne mikrośrodowisko dla proliferacji komórkowej. Skoncentrowane czynniki wzrostu to między innymi transformujący czynnik wzrostu beta (TGF- β), insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF), czynnik wzrostu śródbłonka naczyń (VEGF) i płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF).

Proces podziałów komórkowych mający prowadzić do odnowy i naprawy tkanki jest bardzo skomplikowany. W badaniach wykazano, że czynniki wzrostu CGF pobudzają proliferację fibroblastów w skórze. W badaniu przeprowadzonym w maju 2019 roku poddawano hodowlę tkankową fibroblastów skórnych dawką promieniowania UVA 18 J/ cm2 (czyli dawką nieco niższą niż dawka wywołująca rumień). Fotostarzenie wywołane UVA było mierzone obniżeniem przeżywalności komórek. W hodowli komórkowej, do której nie dodano czynników wzrostu i poddano promieniowaniu UVA miała obniżoną przeżywalność komórek spadła o 55% w porównaniu z komórkami niepoddanymi promieniowaniu. Hodowla komórkowa, do której dodano fibrynę zawierającą 5% CGF i poddano UVA miała obniżoną przeżywalność o 29% w porównaniu z komórkami niepoddanymi promieniowaniu. To badanie pozwala stwierdzić, że CGF spowalnia fotostarzenie i hamuje zniszczenia komórkowe wywołane przez UVA.

Jak wykazano w badaniach, skoncentrowane czynniki wzrostu mają duży wpływ na aktywację, różnicowanie się i proliferację komórek macierzystych pobieranych w czasie zabiegu. Wiadomo, że CGF jest doskonałą matrycą dla znajdujących się we krwi macierzystych komórek mezynchymalnych oraz komórek macierzystych szpiku CD 34+. Komórki macierzyste biorą udział w procesie gojenia ran, szczególnie tych z dużą domeną zapalną. Ich mobilizacja następuje wskutek uwalniania z uszkodzonych tkanek czynników wzrostu. W trakcie zabiegu CGF odtwarzamy te warunki, umieszczając komórki macierzyste w matrycy z czynników wzrostu. Dodatkowo uraz powstały w trakcie zabiegu mezoterapii i nakłuwania skóry pobudza do pracy wszystkie mechanizmy regeneracji tkanek.

Komórki macierzyste w połączeniu z czynnikami wzrostu stanowią doskonały biomateriał, który nie daje odczynów, alergii i odpowiedzi zapalnej, w związku z czym zabieg jest bardzo bezpieczny . Preparacja osocza i uzyskiwanie z niego czynników wzrostu nie jest procesem bardzo długim i skomplikowanym i odbywa się na jednej wizycie razem z podaniem CGF i komórek macierzystych w skórę.

Piśmiennictwo:

• Graindorge D., Martineau S., Machaon C., et al. Singlet oxygen-mediated oxidation during UVA radiation alters the dynamic of genomic DNA replication. PLoS One. 2015;10(10)
• Hong K.S., Bae H.S., Park S.I., et al. The biological effects of concentrated growth factors on the differentiation and proliferation of human gingival fibroblasts. Journal of Dental Hygiene Science. 2012;12(6):689–95
• Nikolakis G., Makrantonaki E., Zouboulis C.C. Photoageing. Aging skin as a diagnostic tool for internal diseases: a chance for dermatology. Textbook of Aging Skin. 2017:869–85
• Chen J., Jiao D., Zhang M. et al. Concentrated Growth Factors Can Inhibit Photoaging Damage Induced by Ultravilolet A (UVA) on the human dermal fibroblasts in vitro. Medical science monitor. 2019; 05: 3739-3749
• Chen X., Wang J., Yu L at al. Effect of Concentrated Growth Factor (CGF) on the Promotion of Osteogenesis in Bone Marrow Stromal Cells (BMSC) in vivo. Scientific reports 8. 2018; 12: 5876
• Girolamo L., Lucarelli E., Alessandri G. at al. Mesenchymal stem/stromal cells: A new “cells as drugs” paradigm. Efficacy and critical aspects in cell therapy. Current Pharmaceutical Design. 2013; 19, 13: 2459-2473
• Reszczyńska I., Zieliński M., Niedźwiecki M, Adamkiewicz – Drożyńska E. Wstępna ocena ekspresji antygenu CD34 na komórkach macierzystych krwi obwodowej w przypadku leczenia ostrej białaczki limfoblastycznej u dzieci. Nowa Pediatria 2011; 3, 55-59