Австралийские, сингапурские и китайские биологи и медики выяснили, что белок MCL-1 имеет решающее значение для поддержания жизнеспособности стволовых клеток волосяных фолликулов. При его отсутствии эти клетки подвержены гибели, что приводит к прекращению регенерации и роста волос.
Алопеция – это аутоиммунное расстройство, при котором иммунная система по ошибке воздействует на волосяные фолликулы, что вызывает необратимую потерю волос (без повреждения структуры кожи и фолликулов). В отличие от андрогенной алопеции, которая обусловлена гормональными факторами, данная форма заболевания не имеет возрастных или половых ограничений. По приблизительным данным, в течение жизни этим заболеванием страдает около 2% населения.
Алопеция обычно проявляется в виде небольших, округлых участков облысения на голове, однако может поражать и брови, ресницы, а также другие области тела. В запущенных случаях развивается тотальная форма, характеризующаяся выпадением всех волос. Причины нарушения работы иммунной системы до конца не выяснены, однако значительное влияние оказывают генетическая предрасположенность, психоэмоциональные факторы и вирусные заболевания. Диагностика основана на визуальном осмотре, биопсии кожи и результатах анализа крови. Несмотря на отсутствие универсального средства лечения, используются кортикостероиды, иммунотерапия и препараты, способствующие росту волос. Новейшие подходы, в частности, ингибиторы Янус-киназ, продемонстрировали обнадеживающие результаты в ходе клинических испытаний.
Авторы исследования, недавно вышедшего в журнале Nature Communications, анализ показал, что антиапоптотический белок MCL-1, входящий в семейство BCL-2 и играющий важную роль в поддержании жизнеспособности клеток, защищает стволовые клетки волосяного фолликула, способствуя регенерации волос.
«Несмотря на подробное описание роли семейства белков BCL‑2 в развитии и регенерации различных тканей и типов клеток, их специфические функции в регуляции морфогенеза волосяного фолликула – включая формирование плакоды волос, органогенез и цитодифференцировку, а также их циклы и регенерацию во взрослом возрасте – остаются не до конца понятными. Предыдущие исследования, проведенные на мышах, показали, что ни один из белков, поддерживающих выживание, включая BCL‑2, BCL‑XL, BCL‑W или BFL‑1/A1, не является необходимым для развития волосяных фолликулов и регенерации волос. Авторы статьи представили убедительные данные, подтверждающие незаменимую роль одного из белков семейства BCL‑2 в процессе восстановления волос и поддержании активности стволовых клеток волосяных фолликулов у взрослых мышей.
Волосяные фолликулы – это микроскопические структуры, расположенные в коже и имеющие вид туннелей, из которых растут волосы. Их функционирование носит циклический характер и включает три основные фазы. Фаза анагена характеризуется активным ростом: в этот период клетки волосяной луковицы активно делятся, что способствует удлинению волоса; она продолжается от двух до семи лет и определяет потенциальную длину волос. Затем следует фаза катагена – переходный этап, в течение которого рост замедляется, а фолликул уменьшается в размерах; этот процесс длится около двух-трех недель. Завершающей фазой является телоген – фаза покоя, длящаяся два-четыре месяца: волос перестает расти и в конечном итоге выпадает, уступая место новому циклу.
При иммуноопосредованной алопеции собственная иммунная система повреждает волосяные фолликулы, что приводит к нарушению цикла роста волос и их преждевременному переходе в фазу телогена. Это вызывает выпадение волос до окончания их жизненного цикла и препятствует формированию новых.
Ученые, проводя эксперименты на лабораторных мышах с генетически удаленным геном белка MCL-1, установили, что отсутствие MCL-1 с рождения не оказало влияния на развитие волосяных фолликулов, однако со временем наблюдалась потеря волос, связанная со снижением количества активных стволовых клеток волосяных фолликулов.
У взрослых грызунов быстрое исчезновение гена MCL-1 приводило к разрушению стволовых клеток, что полностью прекращало восстановление волос на участках, где они были ранее удалены восковым эпилированием.
Устранение гена MCL-1 не влияло на покоящиеся стволовые клетки волосяных фолликулов, но при начале цикла, когда клетки активировались и начали делиться, они подвергались стрессу. Этот процесс инициировался белком P53, который играет ключевую роль в регуляции апоптоза – запрограммированной клеточной смерти. Восстановление функции гена P53 способствовало росту волос даже при отсутствии MCL-1, что позволило исследователям сделать вывод о взаимодействии двух белков в поддержании баланса между выживанием и гибелью стволовых клеток волосяных фолликулов.
«Авторы научной работы пришли к выводу, что MCL-1 играет ключевую роль в восстановлении волосяных фолликулов у взрослых. Этот белок необходим для поддержания жизнеспособности активированных стволовых клеток, участвующих в регенерации волос, однако не является обязательным для стволовых клеток, находящихся в состоянии покоя.