Ваша корзина пуста.
Справочная информация от «Наноген» для научного сообщества
автор: Тоби Кобблдик
Новые научные исследования в области протеомики и биосистемный подход в молекулярной биологии существенно улучшили наше понимание процессов развития клетки и регуляции клеточного цикла. Было установлено большое значение цитокинов. В частности, в развитии и существовании волосяного фолликула существенную роль играет фактор роста эндотелия сосудов (VEGF): не только активирует, но и определяет дифференциацию, структуру и продолжительность роста. В настоящее время рассматривается возможность применения VEGF при выпадении волос, а также способы улучшения эффективности и безопасности терапии цитокинами.
На протяжении всей истории медицины мы стремились найти химические соединения или элементы, которые можно было бы применять наружно, чтобы вызвать реакцию организма.
Лишь совсем недавно достижения в области молекулярной биологии, в частности протеомике, позволили полностью описать использование межклеточных сигналов. Теперь мы знаем, что многие функции клетки, от митоза и дифференциации до апоптоза, в значительной степени регулируются группой сигнальных молекул — цитокинов.
Удивителен не факт их существования, о котором медикам было известно давным-давно, а интенсивность и широта диапазона их действий. Эффект цитокинов, или «факторов роста», как их обычно называют, настолько значителен, что, будучи выделенными, при правильном медицинском применении они принесли бы большую пользу.
Терапия цитокинами была бы специфичной, а вероятность развития аллергических реакций и непредвиденных побочных явлений — незначительной. Любой нежелательный эффект характеризовался бы сигнальным действием и был бы вполне предсказуем. Кроме того, поскольку цитокины представляют собой крупные молекулы местного действия, могли бы эффективно использоваться на небольших участках.
Для образования волоса из сосочков дермы, находящихся в состоянии покоя, необходимо осуществление трех основных процессов.
Клетки сосочков и вторичной матрицы волоса должны быстро размножаться. Сначала эпителиальные клетки прорастают в дерму, затем размножение идет в обратном направлении, к эпидермису. Сформированные стволовые клетки (их источник пока еще не определен) разрастаются и различаются внутри клетки волосяной матрицы, распознаваемые по высокому уровню экспрессии фактора LEF-1 [1, 2].
Роль VEGF в анагенной фазе неизвестна; опыты показали, что в анагене в клетках сосочков дермы наблюдается высокий уровень экспрессии мРНК VEGF [3]. Возможно, так начинаются необходимые ангиогенные процессы под волосами, позже органом для поддержания цикла, не исключено, однако, что VEGF обладает пролиферативной активностью в некоторых клетках, не принадлежащих эндотелию.
Кроме того, обсуждается вопрос о регулировании экспрессии LEF-1; пролиферация регулируется различными механизмами, в том числе по MAP-киназному пути, который стимулируется посредством зависимого от кальция сигнала от VEGF [4]. Таким образом, возможно, что VEGF оказывает косвенное сдерживающее действие на нерегулируемую пролиферацию.
Если пролиферация клеток не сопровождается их организацией и миграцией, ни волос, ни другой орган не сформируются. Волосяной стержень имеет сложную структуру, обусловленную миграцией кератиноцитов, в результате которой образуются дифференцированные слои стержня, а также луковицы и матрицы.
Второй механизм действия VEGF общеизвестен: активация генов протеинкиназы Akt/PKB для предотвращения апоптоза. С другой стороны, тот же путь активирует eNOS с выработкой оксида азота [5]. Этот биосигнал вызывает расширение сосудов и проницаемость мембран; считается, что это способствует миграции клеток и внутриклеточной коммуникации с помощью других цитокинов.
В целом ряде клеток VEGF также влияет на миграцию клеток за счет стимулирования реорганизации актинов и обмена фокальных адгезий. Реорганизация цитоскелета необходима для миграции любых клеток. В других клетках аналогичный механизм стимулируется Wnt11, а с целью усиления транскрипции генов, необходимых для миграции, используется MAP-киназный путь, активированный VEGF [7].
Без сомнения основа роста волосяного стержня — достаточное обеспечение кислородом и незаменимыми аминокислотами, которые поступают с кровью. Неоднократные опыты показали, что усиление кровоснабжения волосяных фолликулов и увеличение образования кровеносных сосудов способствует улучшению и сохранению роста волос, иначе он прекращается.
За формирование кровеносных сосудов отвечает как раз VEGF. Посредством рецептора VEGFR2 цитокин VEGF стимулирует пролиферацию клеток для расширения сосудов, миграции и организации клеток с образованием новых сосудов. Таким образом, при быстром расширении новых сосудов внутри участков, притока крови возрастает. Кроме того, VEGF усиливает выработку оксида азота синтазой eNOS, стимулируя кровеносные сосуды и увеличивая проницаемость клеточных мембран для передвижения питательных веществ.. VEGF особенно полезен, поскольку его активация и связанные с ней механизмы действия обусловлены гипоксией, то есть цитокин действует там, где нужно [8].
В качестве основной причины выпадения волос в течение долгого времени рассматривается дигидротестостерон. Это гормон, проникающий в фолликул и подавляющий Bcl-2, что ведет к апоптозу. Взаимодействие Bcl-2 с генами Bax и Bad препятствует апоптозу, поэтому при снижении концентрации Bcl-2 гены Bax и Bad, при том же механизме, происходит стимуляция апоптоза [9].
VEGF подавляет превращение Bad, замедляя апоптоз [10]. Таким образом, белок Bcl-2 должен воздействовать только на Bax, а для этого требуется меньшее количество. Кроме того, VEGF способствует подавлению каспазы 9 [10], сдерживая другой механизм апоптоза. Очевидно, что VEGF играет важную роль в профилактике преждевременного апоптоза, развивающегося по двум указанным путям, а также обеспечивает защиту от гипоксии и окислительного стресса. В результате, анагенная фаза сохраняется дольше.
Миноксидил — препарат выбора многих врачей при выпадении волос. Удивительно, что в теории описано несколько механизмов его действия, но ни один из них не был подтвержден.
Основным механизмом действия миноксидила считается обеспечение оксидом азота. Известно, что это сигнальное вещество газообразной формы способствует расширению сосудов и улучшению кровообращения. Поскольку средства на основе оксида азота быстро разрушаются под действием свободных радикалов, во многие схемы лечения входят антиоксиданты, чтобы продлить существование сигнала. Эффективным антиоксидантом является супероксиддисмутаза: будучи ферментом с высокой скоростью обмена, она нейтрализует активные формы кислорода, сокращая тем самым распад оксида азота.
Согласно новой, довольно правдоподобной теории, миноксидил способствует росту волос за счет открытия Na+/K+АТФазного канала; это стало известным при изучении двух подтипов каналов в фолликуле, один из которых открывается под действием миноксидила. При открытии другим специфичным активатором каналов рост волос улучшался, при использовании ингибитора каналов эффект роста прекращался [11].
Na+/K+АТФазный канал имеет и другую функцию — регуляцию уровня ионов Ca2+. Постоянное открытие каналов приводит к стабилизации содержания ионов Ca2+. Поскольку пролиферативные и eNOS-стимулирующие свойства VEGF опосредованы Ca2+, есть основание полагать, что для обеспечения эффективности передачи сигнала VEGFR2 необходимо поддерживать высокий уровень ионов Ca2+. Таким образом, миноксидил способен усиливать действие сигнала VEGF и увеличивать внутриклеточный эффект.
Интересным следствием способности миноксидила действовать совместно с VEGF или посредством VEGF является тот факт, что миноксидил активирует экспрессию VEGF в клетках сосочков дермы в фазе ананена. Благодаря активации обеспечивается достаточная васкуляризация фолликулов на протяжении всей анагенной фазы; вероятнее всего, этим и обусловлено (по крайней мере, частично) действие миноксидила [12].
Простагландины представляют собой еще один широко изученный вариант лечения. Результаты исследований показывают, что простагландины активны только на самых ранних этапах анагена, возможно, только на начальном этапе, о чем свидетельствуют данные нескольких новых клинических исследований роста ресниц. Система простагландинов сложна, составлена из большого количества разных простагландинов и не до конца изучена.
Показано, что VEGF способствует выработке простагландина I(2) в эпителиальных клетках. Маловероятно, что простагландин I(2) стимулирует рост новых волос, однако установлена специфическая экспрессия его рецепторов в слое эпидермиса волоса, что указывает на важную роль простагландина I(2) в дифференциации клеток с образованием внешнего слоя — эпидермиса [14]. Этот наружный слой необходим для окончательного формирования волоса.
Кроме того, это поможет объяснить необходимость активации VEGF на ранних этапах анагена, как указано выше.
Дифенципрон, по мнению многих, — самое эффективное средство лечения гнездной алопеции, однако механизм его действия тоже не определен. Будучи сильным аллергеном, при местном применении в качестве иммунотерапевтического средства дифенципрон стимулирует ответную реакцию и способствует нормализации роста волос [15].
Недавние исследования показали, что реакция, которую вызывает препарат, тройная. Во-первых, известно, что у пациентов, страдающих гнездной алопецией, соотношение клеток CD4/CD8 значительно отличается от нормы. Дифенципрон способствует улучшению этого соотношения почти до нормы. Кроме того, препарат активирует экспрессию сурвивина и таким образом препятствует преждевременному апоптозу, характерному для гнездной алопеции. И наконец, он активирует экспрессию VEGF в кератиноцитах волосяных фолликулов, обеспечивая поступление питательных веществ и кислорода [16]. Антиапоптозные свойства VEGF проявляются также подавлением генов Casp9 и Bad — основных факторов апоптоза клеток фолликулов [10].
Несмотря на то, что патогенез гнездной алопеции пока не выяснен, частично эффективность описанного средства объясняется воздействием на VEGF.
Таким образом, широко известно, что миноксидил и средства, подавляющие дигидротестостерон, помогают при андрогенной алопеции, а дифенципрон — при гнездной алопеции. Цитокины, в частности VEGF, могут служить альтернативным средством, а могут применяться в качестве вспомогательной терапии во всех известных схемах лечения.
Очевидно, что применять VEGF можно по-разному: как самостоятельное средство или вспомогательное в сочетании с миноксидилом при андрогенной алопеции или дифенципроном при гнездной алопеции. Благодаря стимулирующим расширение сосудов свойствам, также вероятно, что VEGF-содержащий раствор будет увеличивать жизнеспособность трансплантата и улучшать заживление ран после хирургического вмешательства.
Кроме того, возможно применение VEGF, одного или в сочетании с другими факторами роста, совместно с аутогенной терапией, например с обогащенной тромбоцитами плазмой.
Молекула VEGF довольно крупная, поэтому при местном применении у человека со здоровым эпидермисом, степень проникновения будет небольшой. Исследования показали, что возможно проникновение через стержень волоса. Степень проникновения через более тонкий эпидермис рядом с порами и стержнями волос будет достаточной для поступления необходимого, эффективного количества VEGF.
По результатам многочисленных обсуждений, один из способов обеспечить проникновение любой крупной молекулы через кожу головы — это использовать ролик с микроиглами. Ряды микроигл создают в роговом слое кожи быстро заживающие каналы, увеличивая степень проникновения разных молекул, в том числе белков, более чем в 5 раз крупнее VEGF, [17]. Таким образом, из растворов, содержащих по 1 млн.–1 sh-VEGF, VEGF будет поступать в оптимальном количестве.
Цитокины вызывают множество трудностей, связанных с безопасностью и этическими аспектами лечения, однако их можно преодолеть путем внимательного отбора источников сырья и тщательной очистки.
Эти проблемы широко освещаются в СМИ, чтобы показать, что важно не только мнение врача. Пациенты могут составить собственное мнение по данному вопросу и рассматривать назначения врача в свете своих знаний. К сожалению, случается так, что мнение больного в значительной степени определяется тем, что заявляют СМИ, в результате, пациент, возможно, не совсем понимает, на чем основана позиция врача. Принимая во внимание изложенное выше, необходимо учесть и следующее.
Самый очевидный источник факторов роста человека — человеческие клетки. Их вполне можно получить из человеческих эмбрионов, использовать стволовые клетки, или дифференцировать под строгим контролем в подходящие линии клеток. Затем их помещают в определенные условия для получения факторов роста, которые потом экстрагируют и очищают.
Несмотря на преимущества этого метода, он дорогой. Кроме того, многие возражают против использования эмбрионов в научных исследованиях; по сути, был объявлен международный мораторий, ограничивающий исследования с использованием человеческих клеток. Помимо этических соображений, во многих странах клиническое применение человеческих тканей или продуктов человеческого происходения (за исключением трансплантатов) незаконно.
Рассматривая возможность использования факторов роста человеческого происхождения, следует учитывать и опасность со стороны прионовых белков. То, что они могут вызывать болезнь Крейтцфельда-Якоба, широко освещалось СМИ. Прионовые белки могут быть в любой ткани, и это основная причина распространенного запрета на материалы человеческого происхождения.
Одним из решений проблемы могло бы стать получение необходимых факторов роста с использованием рекомбинантных бактерий, таких как E. coli. Однако бактериальные системы имеют ряд недостатков.
По рекомбинантной технологии человеческая ДНК через плазмидный или вирусный вектор включается в бактериальную клетку. Таким образом, бактериальная клетка будет содержать человеческую ДНК, и в готовом продукте даже после очистки будут обнаруживаться ее следовые количества, вследствие чего это по-прежнему будет продукт человеческого происхождения со всеми сопутствующими рисками и юридическими препятствиями.
Поскольку бактерии — прокариоты, в них отсутствуют многие компоненты эукариотических клеток, в особенности те, которые отвечают за укладку комплексных белков. Следовательно, даже генетически совершенный белок зачастую составлен неправильно и обладает сниженной активностью или не действует совсем.
Большинство прокариотов, как правило, имеют побочные продукты — цитотоксины. Это в основном небольшие растворимые гликопротеины и другие вещества, которые в малых количествах не оказывают вредного воздействия, однако их влияние на организм человека может оказаться значительным. Вследствие своих характеристик цитотоксины не удаляются в процессе очистки и переходят в готовую продукцию. Они могут вызывать побочные эффекты или препятствовать действию цитокинов in vivo.
Еще один из очевидных источников рекомбинантных факторов роста — грибы. Они являются эукариотами и очень похожи на человеческие клетки, поэтому вырабатывают активные белки, аналогичные человеческим.
Однако остается проблема материала человеческого происхождения, присутствующего в следовых количествах; в результате многие дрожжевые продукты разрешено использовать только в научных целях.
Дрожжевые клетки, как и бактериальные системы, тоже вырабатывают цитотоксины, хотя и менее опасные. Однако они тоже могут вызвать побочные эффекты и аллергические реакции.
Даже следового количества грибковой ткани в очищенном факторе роста хватит для активации иммунных ответов. Это особенно важно, поскольку многие виды грибов вызывают сильную реакцию эпителиальных тканей человека как ответ на грибковую инфекцию. Возникновение фоновых иммунных реакций может исказить или отменить действие факторов роста.
Синтетический человеческий фактор роста эндотелия сосудов (sh-VEGF) на самом деле не является химически синтезированным; его получают для средств «Наноген» с использованием уникальной системы экспрессии растительного происхождения.
Сначала человеческий ген иммобилизуют и секвенируют; последовательность синтезируют заново и воспроизводят с помощью ПЦР. Таким образом, получают синтезированные гены, не содержащие ни одной молекулы человеческого происхождения.
Воспроизведенные в ПЦР гены очищают и трансфицируют в семена ячменя обыкновенного (Hordeum vulgare). Растения выращивают методом гидропоники, обеспечивая оптимальные условия для выработки VEGF и не допуская попадания модифицированных генов в окружающую среду. Полученный ячмень собирают, VEGF очищают.
Растение представляет собой эукариот, идентичный белку VEGF, представляет собой производное –белок, правильно составленный гомологичный исходному человеческому белку и обладающий выраженной активностью.
В отличие от бактерий и дрожжевых грибов, ячмень обыкновенный не вырабатывает цитотоксины и не вызывает иммунный ответ. Благодаря этому, не развиваются побочные явления и реакции, что обеспечивает эффективность и безопасность для пациента.
В сотрудничестве с компанией «Наноген» был создан уникальный безопасный комплекс sh-VEGF растительного происхождения. Все лечебные средства Nanogen содержат комплекс sh-VEGF и циклопироксоламина — Nanogen sh-VEGF™, заявленный на получение патента. Циклопироксоламин способствует действию VEGF, активируя его экспрессию в гипоксических клетках, где он нужен больше всего [19]. Кроме того, циклопироколамин поддерживает уровень ионов Ca2+ в клетке, обеспечивая передачу сигнала от рецептора VEGFR2.
На Ваши вопросы отвечает врач дерматолог, трихолог, член научно-практического общества трихологов при национальном альянсе дерматологов и косметологов, член РОСМЭМ, Барунова Наталья Григорьевна.
Данные рекомендации являются руководством к применению препаратов Наноген. Однако, специалист может внести изменения в эту схему. Так, если пациенту удобнее мыть голову не утром, а вечером, это не скажется на эффективности применения средств Наноген Минимальный курс лечения составляет не менее 3 месяцев, т.к. период телогеновой фазы, в которой волосы находятся приблизительно 100 дней и в этот период не проявляют чувствительности к лечебным факторам, должен быть перекрыт. Длительность курса лечения определяет специалист. Далее
