Vindecarea rănilor și regenerarea pielii
Makoto Takeo
1 Departamentul de dermatologie Ronald O. Perelman, Universitatea New York, Facultatea de Medicină, New York, New York 10016
2 Departamentul de biologie celulară, Universitatea New York, Facultatea de Medicină, New York, New York 10016
Wendy Lee
1 Departamentul de dermatologie Ronald O. Perelman, Universitatea New York, Facultatea de Medicină, New York, New York 10016
2 Departamentul de biologie celulară, Universitatea New York, Facultatea de Medicină, New York, New York 10016
Mayumi Ito
1 Departamentul de dermatologie Ronald O. Perelman, Universitatea New York, Facultatea de Medicină, New York, New York 10016
2 Departamentul de biologie celulară, Universitatea New York, Facultatea de Medicină, New York, New York 10016
Abstract
Pielea este un organ complex format din epidermă, dermă și anexe ale pielii, inclusiv foliculul de păr și glanda sebacee. Vindecarea rănilor la mamiferele adulte are ca rezultat formarea cicatricilor fără apendicele pielii. Studiile au raportat exemple remarcabile de vindecare fără cicatrici la nivelul pielii fetale și de regenerare a apendicelui la pielea adultă în urma provocării rănilor mari. Modelele utilizate în aceste studii au oferit o nouă platformă pentru investigațiile mecanismelor celulare și moleculare care stau la baza vindecării rănilor și a regenerării pielii la mamifere. În acest articol, ne vom concentra pe contribuția apendicelor pielii la vindecarea rănilor și, dimpotrivă, la regenerarea apendicelui pielii după leziuni.
Pielea este o structură complicată compusă din epidermă și derm, inclusiv grăsimea subcutanată sau stratul de adipocite dermice. Provocările de mediu pentru barieră includ penetrarea razelor UV dăunătoare din soare, invazia agenților patogeni dăunători și evaporarea apei. Important, pielea protejează și organele subiacente, o funcție necesară pentru supraviețuirea organismului. Ca un scut protector pentru corp de mediul extern, pielea este expusă în mod constant la potențiale leziuni și, prin urmare, vindecarea rănilor este un proces vital pentru supraviețuirea tuturor organismelor superioare. Anexele epidermice, cum ar fi foliculii de păr, unghiile și glandele sudoripare, ajută la menținerea și protejarea pielii și rolurile lor importante în vindecarea rănilor continuă să fie elucidate. O mai bună înțelegere a mecanismelor celulare și moleculare care stau la baza vindecării rănilor ne vor permite în cele din urmă să influențăm și să accelerăm procesul de reparare/regenerare a rănilor. Acest lucru va aduce beneficii pacienților cu arsuri severe și amputați, în special în cazurile de pierdere extinsă a țesuturilor și cicatrici.
Vindecarea rănilor este un proces evolutiv conservat în rândul speciilor și cuprinde procese de suprapunere spațială și temporală, inclusiv inflamație, coagulare a sângelui și proliferarea celulară și remodelarea matricei extracelulare (ECM) (Seifert și colab. 2012b; Richardson și colab. 2013). Cu toate acestea, rezultatul vindecării rănilor în piele diferă de la o specie la alta. Unele vertebrate inferioare, inclusiv pești (pești zebră) și amfibieni (axolotl și Xenopus) posedă capacitatea de a regenera perfect pielea. Se știe că, după răni excizionale cu grosime completă în broaștele și axolotolii Xenopus, toată pielea, inclusiv apendicele secretorii, se regenerează (Yokoyama și colab. 2011; Seifert și colab. 2012b). În timpul acestui proces, chiar și modelul de pigmentare al pielii poate fi restabilit pe deplin (Seifert și colab. 2012b). Pielea zebră își poate recupera, de asemenea, modelul de pigmentare în dungi după rănire, precum și regenerarea adipocitelor subcutanate și a solzilor în timpul procesului de vindecare, făcând pielea regenerată aproape indistinctă de cea originală (Richardson și colab. 2013).
REEPITELIALIZAREA ȘI CELULE STEM EPITELIALE
Epidermul de mamifer este un epiteliu scuamos stratificat a cărui întreținere se bazează pe proliferarea și diferențierea stratului bazal al epidermei. Pe măsură ce celulele epidermice bazale se diferențiază și se deplasează spre suprafață, ele dau naștere la celule suprabazale și la stratul granular și, în cele din urmă, se diferențiază terminal în corneocite enucleate care compun stratul cornos. Fiind stratul cel mai exterior al organismului, epiderma este expusă constant la multiple forme de leziuni. Nerespectularea pielii rănite cauzează pierderea funcției de barieră a organului, deshidratare, infecție sau chiar moarte. Prin urmare, închiderea rapidă a locului plăgii prin migrarea și proliferarea celulelor epiteliale este esențială pentru restabilirea funcției de barieră care este vitală pentru supraviețuirea organismului. O mare cantitate de dovezi arată acum că prezența și funcția celulelor stem epiteliale rezidente în pielea adultă alimentează procesul de reepitelizare.