Streszczenie
mieszek włosowy to powłoka skóry na granicy między organizmem a jego najbliższym otoczeniem. Biologiczna rola mieszków włosowych człowieka straciła na znaczeniu przodków. Jednak dogłębne badanie tego miniorgana ujawnia ukrytą złożoność z ogromnym potencjałem badawczym. W badaniach nad człowiekiem istotną kwestią jest świadomość potencjalnej szkody, a tym samym absolutna potrzeba nie szkodzenia—zasada trafnie określona przez łaciński termin „primum non nocere” (po pierwsze nie szkodzić). Oskubany trzon włosa oferuje takie zalety. Zastosowanie komórek macierzystych znajdujących się w komórkach mieszków włosowych nabiera tempa w dziedzinie medycyny regeneracyjnej. Ponadto obecne zastosowania diagnostyczne i kliniczne oskubanych mieszków włosowych obejmują ich zastosowanie jako autologicznych i/lub trójwymiarowych odpowiedników naskórka, wraz z ich wykorzystaniem jako tkanki zastępczej w badaniach farmakokinetycznych i farmakodynamicznych. W związku z tym zastosowanie nieinwazyjnych procedur diagnostycznych na trzonach mieszków włosowych, stanowiących zastępczy model molekularny narządów wewnętrznych u indywidualnego pacjenta dla spektrum chorób ludzkich, może stać się rzeczywistością w najbliższej przyszłości.
1. Wprowadzenie
mieszek włosowy to powłoka skóry na granicy między organizmem a jego najbliższym otoczeniem. To ewolucyjny krewny skali, piór i paznokci, powłok, które odegrały zasadniczą rolę w przetrwaniu organizmów . Biologiczna rola mieszków włosowych człowieka straciła na znaczeniu przodków; jednak dogłębne badanie tego miniorgana ujawnia ukrytą złożoność z ogromnym potencjałem badawczym. Autorzy Paus i Foitzik opisują mieszek włosowy jako posiadający unikalną cechę ssaków z bogatym w komórki macierzyste, prototypowym układem interakcji neuroektodermalno-mezodermalnej. Opisywany jest jako narząd ssaka poddawany cyklicznym przemianom ze stadiów szybkiego wzrostu (anagen) do regresji napędzanej apoptozą (catagen) iz powrotem do anagenu, poprzez przeplatany okres względnego spokoju (telogen), który utrzymuje się przez całe życie zwierzęcia .
Ten miniorgan był badany zarówno in vitro, jak i in vivo, na zwierzętach i u ludzi. Każde podejście ma zalety i wady, ale nie ma wątpliwości, że ludzkie badania, pozwalając na minimalną ingerencję, dają bardzo istotne wyniki. Zasadniczą kwestią przy badaniach nad człowiekiem jest świadomość potencjalnej szkody, a więc absolutna potrzeba nie szkodzenia zasadzie trafnie określanej przez łaciński termin „primum non nocere” (najpierw nie szkodzić). Oskubany trzon włosa oferuje takie zalety.
wałki włosowe są powszechne, małe i łatwo dostępne bez większego dyskomfortu dla osoby uczestniczącej w badaniach. Wały włosowe reprezentują ludzką tkankę, którą można pobrać w różnych punktach czasowych. Ten miniorgan ma zarówno pochodzenie neuroektodermalne, jak i mezodermalne, a także działa jako źródło komórek macierzystych. Niniejszy artykuł będzie koncentrował się głównie na wykorzystaniu wyrwanego włosa do badań medycznych człowieka i jego pojawiającym się potencjale.
2. Anatomia i integralność wyrwanego trzonu włosa
nienaruszony mieszek włosowy (patrz ryc. 1) można po prostu opisać z histologicznego punktu widzenia jako drobny klaster jednorodnych komórek nabłonkowych, przylegający do podobnej wielkości agregacji jednorodnych komórek mezenchymalnych. Jest to organ składający się z pięciu lub sześciu koncentrycznych cylindrów, z których każdy składa się z komórek o charakterystycznym typie, syntetyzujących własny charakterystyczny zestaw białek . Szczegółową biologię nienaruszonego mieszka włosowego można znaleźć w artykule opublikowanym przez Pausa i Cotsarelisa .
uzyskanie nienaruszonego mieszka włosowego jest możliwe tylko za pomocą biopsji skóry. Ta inwazyjna procedura ogranicza dostępność, głównie do tkanek uzyskanych podczas innych zabiegów chirurgicznych, takich jak nadmiar skóry uzyskany podczas operacji liftingu twarzy i próbki uzyskane podczas zabiegów przeszczepu włosów. Wyrywanie wałków włosa jest alternatywną, mniej inwazyjną techniką. Istnieje jednak pytanie, ile komórek wymyśla wykorzenienie pęcherzyka i jakie typy komórek wychodzą z taką metodą.
chociaż wyrwany trzon włosa jest wyraźnie gorszy pod względem ilości i złożoności komórkowej niż nietknięty mieszek włosowy uzyskany w wyniku biopsji, ma wystarczającą masę komórkową, aby umożliwić szczegółowe badania naukowe. Moll wykorzystał oskubany mieszek włosowy do identyfikacji regionów o największym potencjale wzrostu w hodowli, a także do analizy ekspresji genów i analiz białek w różnych segmentach oskubanych mieszków włosowych .
porównując mieszki włosowe zabarwione hematoksyliną i eozyną pochodzące z biopsji skóry i ze oskubanych włosów za pomocą mikroskopii świetlnej, Gho i współpracownicy wykazali, że większość struktur nabłonkowych z mieszków włosowych pozostaje przymocowana do oskubanych włosów . Utrzymanie integralności zewnętrznej blachy korzeniowej po wyrywaniu włosów jest możliwym wynikiem i zostało udokumentowane przez Limat i współpracowników . Wyrywanie mieszków włosowych pozwala na badanie komórek pigmentowych, podejście podjęte w 1950 roku przez Barnicota i współpracowników, którzy byli jednymi z pierwszych, którzy badali oskubany trzon włosów pod mikroskopem elektronowym . Ludzkie anagenowe cebulki włosów na głowie zostały zbadane przez mikroskopię świetlną w celu zbadania anatomicznych skutków mechanicznego wyrywania . Co ciekawe, badanie wykazało, że anagenowe cebulki włosów odrywają się w powtarzalnych wzorach . Oprócz” typowego ” pęknięcia stożkowo otaczającego brodawkę skórną, autorzy opisują również cztery dodatkowe formy pęknięcia : (1)pęknięcie włosów wokół górnej trzeciej części brodawki powodujące dysplastyczne włosy anagenowe trichogramu, (2)pęknięcie włosów znacznie powyżej brodawki skórnej powodujące „złamane” włosy anagenowe, (3)całkowite usunięcie proksymalnego nabłonka pęcherzyka z usunięciem brodawki skórnej powodujące tak zwane włosy brodawkowe trichogramu; (4)innym efektem wyrywania na mieszek włosowy jest zmiana pochwy mezenchymalnej, powodująca krwotoki i obrzęk zwiększający objętość włosa.zarówno brodawka skórna, jak i podstawowa „poduszka brodawkowa” pinkusa.
typy przerw opisane przez Bassukasa i Horsteina są prawdopodobnie spowodowane niewłaściwymi technikami wyrywania lub różnymi podfazami Stadium anagenowego .
System do inscenizacji oskubanych wałów włosów został opisany przez Camidge i współpracowników w ich artykule na temat wykorzystania oskubanych Ludzkich Włosów jako tkanki, która może być wykorzystana do oceny farmakodynamicznych punktów końcowych podczas badań nad rozwojem leku . Włosy zbadano za pomocą mikroskopu świetlnego w celu oceny barwienia jądrowego pod względem jego obecności / braku, miejsca barwienia i stadium włosów . Każdy włos z widoczną cebulką i osłonką korzeniową został sfotografowany i sfotografowany (0, 1, 2 lub 3), zgodnie z indywidualnym systemem opartym na odległości dolnego marginesu osłony od podstawy Cebulki .
etap 0 zdefiniowano jako osłonę obejmującą żarówkę, Etap 1 < 150 µm, etap 2 = 150-699 µm i etap 3 > 700 µm. Włosy zauważone jako pozbawione widocznych cebulek i osłonek, które nie zostały wcześniej wykluczone podczas wstępnego badania przez oczy, zostały odrzucone .
badania opisane powyżej dały podstawę do powtarzalnej klasyfikacji naukowej oskubanych mieszków włosowych, biorąc pod uwagę możliwy zróżnicowany wpływ wyrywania na histologię badanej tkanki.
3. Komórki macierzyste i wyrwane Wałki włosa
naskórek zawiera dwa repozytoria komórek macierzystych, jeden znajduje się w warstwie podstawowej naskórka, a drugi w mieszku włosowym. Zastosowanie komórek macierzystych znajdujących się w komórkach mieszków włosowych nabiera tempa w dziedzinie medycyny regeneracyjnej. Stworzyło to potrzebę zidentyfikowania dokładnego miejsca w mieszku włosowym i zaprojektowania prostych metod dostępu do takich komórek, takich jak wyrwane mieszki włosowe, które są łatwo dostępne.
Moll przeprowadził badania nad lokalizacją komórek tworzących kolonie w ludzkich oskubanych włosach . Badacze wykorzystali Anagen scalp Oskubane włosy, aby potwierdzić obecność nienaruszonego zewnętrznego arkusza korzeniowego, jak również potencjał proliferacyjny różnych keratynocytów . W celu uzyskania lokalizacji wytyczono pięć segmentów zewnętrznej powłoki korzeniowej (ORS), B1, B2, B3-1, B3-2 i B4 za pomocą mikrodysekcji. Stwierdzono, że zdolność do tworzenia kolonii była głównie zaznaczona w części pośredniej (B2) i dolnej połowie części środkowej (B3-1) . Najdłuższą żywotność in vitro stwierdzono w fragmencie B3-2, a najkrótszą w fragmencie B1 (Żarówka). Ponieważ komórki o wysokiej zdolności tworzenia kolonii zlokalizowane w dolnych centralnych częściach keratynocytów ORS są zwykle usuwane przez wyrywanie, autorzy komentują, że mogą nie reprezentować komórek macierzystych, ale raczej komórki ważne dla wzrostu włosów podczas jednego cyklu. Komórki o długiej żywotności były zlokalizowane w centralnych częściach zewnętrznej powłoki korzeniowej w pobliżu obszaru wybrzuszenia, podczas gdy komórki o długiej żywotności również zawarte w oskubanych mieszkach włosowych mogą być bezpośrednim potomstwem komórek macierzystych, które byłyby segregowane w obszarze wybrzuszenia .
Gho i współpracownicy zbadali i potwierdzili obecność komórek macierzystych w wyrwanych anagenowych mieszkach włosowych z okolicy potylicznej skóry głowy . Osiągnięto to poprzez testowanie cytokeratyny 19, markera twierdził Michel et al. być dodatni dla komórek macierzystych; pośrednio zlokalizowali te komórki . Argumentowano również, że ponieważ komórki macierzyste wymagają ochrony przed apoptotycznym cyklem włosów, badanie białka Bcl-2 hamującego apoptozę wraz z brakiem Bax promującego apoptozę byłoby kolejną wiarygodną metodą, dzięki której badacze mogliby szukać obecności komórek macierzystych .
Inna niezawodna metoda identyfikacji keratynocytowych komórek macierzystych wykorzystuje fakt, że komórki te są zwykle powolne, dlatego można je zidentyfikować eksperymentalnie jako „komórki utrzymujące etykiety” (LRC) . W tym podejściu etykietuje się wszystkie komórki w nabłonku przez powtarzające się lub ciągłe dostarczanie tritiowanej tymidyny, po czym następuje długi okres pościgu, podczas którego etykieta jest tracona ze wszystkich cyklicznych, tranzyt amplifikujących (ta), pozwalając tylko komórkom, które cyklują powoli (komórki macierzyste) zachować Etykietę . Powolne cykliczne komórki mieszków włosowych zostały znalezione przez Taylora i współpracowników jako wyłącznie ograniczone do wcześniej ignorowanego obszaru zwanego wybrzuszeniem, z tą częścią zewnętrznej osłony korzeniowej oznaczającą najniższy punkt górnej, trwałej części pęcherzyka, a także miejsce mocowania mięśnia pili arrector.
Yamauchi i Kurosaka badali obecność komórek macierzystych w wybrzuszonym obszarze wyrwanych mieszków włosowych ze skóry głowy . Badacze skupili się na obecności kinazy syntazy glikogenu-3 (GSK-3), białka, które po hamowaniu zwiększa poziom β-kateniny bezpośrednio zaangażowanej w morfogenezę mieszków włosowych i różnicowanie komórek macierzystych . Obecność GSK – 3 w tym regionie potwierdzono szukając jego ekspresji genetycznej przez RT-qPCR i przez western blotting z przeciwciałem specyficznym dla GSK-3 beta, y174 . Sasahara et al. wykryto komórki macierzyste w obszarze wybrzuszenia poprzez obecność ekspresji CD34, który jest biomarkerem komórek macierzystych wraz z innymi genami biomarkera komórek macierzystych, takimi jak CD200, Sox2 i NANOG . Morfologia i ekspresja genów rodziny keratyn w pęcherzykach pochodzących z wybrzuszenia (BDKs) przed i po indukcji różnicowania z chlorkiem wapnia były podobne do tych w przypadku keratynocytów naskórkowych uzyskanych z biopsji skóry (NHEKs). Wykazano również, że BDK są bardziej oporne na różnicowanie niż keratynocyty naskórkowe uzyskane z biopsji skóry .
3.1. Keratynocyty pochodzące z pęcherzyków ludzkich
Yoshikawa et al. zbadano wzrost regulacji genów biorących udział w różnicowaniu keratynocytów, w szczególności nowego genu markerowego ID2 . Osiągnęli to poprzez zastosowanie kontaktowych substancji uczulających w hodowanych keratynocytach pochodzących z wybrzuszenia oskubanych włosowatych mieszków włosowych, znanych również jako wybrzuszenia keratynocytów (BDS) . Ich technika była skuteczną i prostą metodą ustalania szczepów ludzkich BDS, bez użycia inwazyjnych biopsji skóry . Bdks wykazywał pierwotne reakcje na substancje uczulające, którym towarzyszyła podwyższona Regulacja genów koordynujących różnicowanie keratynocytów, w tym genu ID2 i szlaku sygnałowego pośredniczonego przez Nrf2 . BDK zostały indywidualnie ustalone bez inwazyjnych biopsji, prawdopodobnie stając się potężnym narzędziem w ocenie różnic między dawcami w odniesieniu do substancji uczulających .
3.2. Reprogramowanie komórek macierzystych z wyrwanego trzonu włosa
przeprogramowanie komórek somatycznych do indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (IPS) można osiągnąć poprzez wymuszoną ekspresję specyficznych czynników transkrypcyjnych, w szczególności kombinacji Oct4, Sox2, Klf4 i C-Myc (OSKM) . Te zaprogramowane komórki są podobne do embrionalnych komórek macierzystych i charakteryzują się nieograniczonym potencjałem samoodnawiania i zdolnością do różnicowania się w dowolny typ komórki . Technika wytwarzania komórek iPS zrewolucjonizowała dziedzinę badającą molekularne mechanizmy pluripotencji komórkowej i ułatwiła wytwarzanie specyficznych dla pacjenta komórek do terapii zastępczej komórek . Kwestie etyczne i odrzucenia gospodarza, które są powszechnie związane z technologią komórek ES, zostały zmniejszone, generując duże zainteresowanie i obietnicę dla przyszłych zastosowań klinicznych . Przeprogramowanie jest powolne i nieefektywne, a pełny zakres tego, czy komórki iPS mogą zastąpić komórki ES w każdym aspekcie, jest nadal przedmiotem dyskusji, a częściowe przeprogramowanie lub „przeprogramowanie” stwarza wyzwania .
komórki iPS (KiPS) pochodzące z keratynocytów można ustalić na podstawie niewielkich ilości próbki biologicznej, w tym oskubanych włosków. Duża liczba keratynocytów została pomyślnie wyhodowana ze oskubanych włosów . Pojedynczy włos wyrwany z 30-letniej kobiety został użyty przez Aasen et al. do wytwarzania indukowanych keratynocytów pluripotencjalnych komórek macierzystych . Opisano eksperymentalny model badania podstaw reprogramowania komórkowego i potencjalnych zalet stosowania keratynocytów do wytwarzania specyficznych dla pacjenta komórek iPS . Aasen i Belmonte opisują metodę, która wykorzystuje Oskubane włosy lub keratynocyty i stwierdzają, że bezpośrednie Wyrywanie włosów wyizoluje głównie komórki wzmacniające tranzyt o krótkoterminowym potencjale hodowlanym .
komórki macierzyste pochodzące z wyrwanych mieszków włosowych zostały pomyślnie przeprogramowane na dwie bardzo ważne i stosunkowo niedostępne tkanki, komórki nerwowe i komórki serca . Przeprogramowanie zostało osiągnięte przy użyciu pojedynczego policistronicznego wektora lentiwirusowego . Novak et al. wykazał, że wszystkie kolonie były prawdziwymi iPSCs, miały typowe cechy ludzkich embrionalnych komórek macierzystych i różnicowały się we wszystkie trzy warstwy zarodkowe zarówno in vitro, jak i In vivo . W związku z tym, funkcjonalne miocyty serca z powodzeniem uzyskano i scharakteryzowano z keratynocytów ludzkich mieszków włosowych HFKT-iPSCs i wykazywały dobrze skoordynowane wewnątrzkomórkowe przejściowe i skurcze Ca2+.
w innym badaniu przeprowadzonym przez Petit i współpracowników stwierdzono, że keratynocyty wyizolowane z mieszków włosowych są idealnym źródłem komórek pacjentów do przeprogramowania . Użyli tylko niewielkiej liczby wyrwanych mieszków włosowych od dwóch zdrowych dawców w celu przeprogramowania keratynocytów do pluripotencjalnych komórek macierzystych . Grupie udało się również dalej różnicować te zaprogramowane komórki macierzyste do neuronalnych komórek progenitorowych, w tym neuronów przedmózgowia i funkcjonalnych neuronów dopaminergicznych .
recenzja pracy Muller et al. wymienia modelowanie ludzkich kanałopatii wyrywanych mieszków włosowych jako łatwo dostępne źródło iPSCs. Wygenerowane iPSCs są uważane za użyteczne narzędzie do wyjaśnienia mechanizmów patofizjologicznych w różnych stanach chorobowych, wśród których wymienia się cukrzycę, zaburzenia krwi, zdefiniowane zaburzenia neurologiczne i genetyczną chorobę wątroby . Linta i in. wykorzystano indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste pochodzące z ludzkich keratynocytów (hiPSCs), aby przyjrzeć się poziomom ekspresji mRNA genów kanałów jonowych między takimi komórkami a ich źródłem komórek somatycznych, keratynocytami ze oskubanych Ludzkich Włosów .
4. Profilowanie ekspresji genów
Profilowanie ekspresji genów (GEP) jest ważną drogą badawczą do zrozumienia, w jaki sposób komórki i tkanki funkcjonują w normalnych warunkach, charakteryzując odpowiedzi na toksykologiczne lub farmaceutyczne narażenie i wyjaśniając mechanizmy molekularne związane ze starzeniem się, rozwojem choroby i postępem. Kilku autorów wykorzystało RT-qPCR do analizy ekspresji ograniczonej liczby genów u dorosłych oskubanych mieszków włosowych. Kim i in. podkreślenie faktu, że RNA o wystarczającej ilości i jakości do zastosowania w hybrydyzacjach mikromacierzy można uzyskać z pojedynczego oskubanego mieszka włosowego człowieka . Średnia wymierna wydajność RNA/pęcherzyka wynosiła 112,5 ng . Współczynniki rybosomalne były niższe niż normalnie oczekiwano, ale badania wykazały, że RNA był nienaruszony . Pełne zapisy genów ekspresji w mieszkach włosowych u każdego z 10 badanych w ich badaniu osób zostały zdeponowane w omnibusie ekspresji genów (GEO, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/) .
Ohyama i in. wykazano, że biologia komórek wybrzuszenia ludzkiego może być ułatwiona przez Analizę globalnych profili ekspresji genów i identyfikację unikalnych markerów powierzchni komórek . Badania komórek wybrzuszenia zostały utrudnione przez brak charakterystycznego wybrzuszenia morfologii w mieszkach włosowych człowieka . Wykorzystując nawigowaną mikrodissekcję przechwytywania laserowego, autorzy określili rozmieszczenie komórek utrzymujących etykiety w celu określenia ludzkiego wybrzuszenia anagenowego . Transkrypty genów kodujących inhibitory WNT i aktywinowo-kostną morfogenetyczną sygnalizację białkową były nadmiernie reprezentowane w wybrzuszeniu, podczas gdy geny odpowiedzialne za proliferację komórek były niedostatecznie reprezentowane, zgodnie z istnieniem spoczynkowych, niecyklingowych KSCs w pęcherzykach anagenowych .
porównawcze profilowanie ekspresji genów zostało wykorzystane do odróżnienia wyprysku atopowego od wyprysku nieatopowego . Keratynocyty pochodzące z ludzkich mieszków włosowych (FDK) hodowano ze oskubanych włosów pobranych z tych dwóch grup . Analiza mikromacierzy i ilościowa RT-PCR zostały wykorzystane do wygenerowania sygnatur ekspresji genów, które mogą odróżnić atopowe zapalenie skóry od kontroli nieatopowej bez biopsji skóry . FDK pochodzące od pacjentów, indywidualnie ustalane bez inwazyjnych biopsji, mogą być idealnym źródłem komórek do badania chorób skóry in vitro .
5. Zastosowania diagnostyczne i kliniczne oskubanych włosów
Oskubane wałki włosów stają się użytecznym narzędziem diagnostycznym w schorzeniach dermatologicznych. Bezpośrednia Immunofluorescencja (DIF) skóry niebezpiecznej jest złotym standardem w diagnostyce pęcherzycy . Rao i in. wykorzystali RNO oskubanych anagenowych wałków włosowych do wykrywania specyficznego wzoru immunofluorescencji pęcherzycy i doszli do wniosku, że DIF oskubanych włosów jest prostym, nieinwazyjnym testem, który w przyszłości może złagodzić potrzebę biopsji skóry u pacjentów z pęcherzycą .
5.1. Autologiczny odpowiednik naskórka
keratynocyty zewnętrznej powłoki korzeniowej oskubanych mieszków włosowych anagenu zostały wykorzystane przez Tausche i wsp. aby wygenerować w pełni zróżnicowane autologiczne odpowiedniki naskórka . Raportują wyniki wieloośrodkowego, randomizowanego badania fazy II dla EpiDex, znaku towarowego zaprojektowanego tkankowo, w pełni zróżnicowanego autologicznego odpowiednika naskórka, który był równie skuteczny jak autoprzeszczep skóry o podzielonej grubości w promowaniu gojenia i całkowitego zamknięcia opornych owrzodzeń naczyniowych nóg . Limat i in. wykorzystano autologiczne zrekonstruowane in vitro odpowiedniki naskórka i wykazano, że po 2 miesiącach jedna trzecia nawracających owrzodzeń nóg może zostać wyleczona . Wykazano, że zastosowanie autologicznych keratynocytów wyizolowanych ze oskubanych mieszków włosowych ludzkiej skóry głowy daje szereg korzyści, w tym łatwą, nieinwazyjną izolację keratynocytów ORS ze oskubanych mieszków włosowych anagenu i ich zdolność do utrzymania wysokiej zdolności proliferacyjnej w hodowli, nawet jeśli pochodzą od bardzo starych dawców .
5.2. Trójwymiarowe odpowiedniki skóry
trójwymiarowe odpowiedniki skóry (SE) zostały wykorzystane w badaniach farmakologicznych i toksykologicznych, aby zastąpić eksperymenty na zwierzętach i monokultury komórkowe . Ponadto są skutecznymi narzędziami do szczepienia przewlekłych ran lub poparzonej skóry oraz w medycynie Transplantacyjnej. Hoeller et al. opracowano ulepszoną i szybką metodę konstruowania autologicznych SEs z ludzkich oskubanych mieszków włosowych i fibroblastów . Dzięki zastosowaniu fazy anagenowej oskubanych wałów włosowych, które zostały wybrane przez mikroskopię świetlną i wszczepienie ich w odpowiedniki skórne, proces generowania autologicznego SE został skrócony z 30 do 20 dni .
5.3. Tkanki zastępcze w badaniach farmakokinetycznych/farmakodynamicznych
wyrwane mieszki włosowe dołączyły do listy tkanek zastępczych do badań nad rakiem wraz z jednojądrzastymi komórkami krwi obwodowej (PBMC), osoczem bogatopłytkowym, biopsjami skóry i wymianą jamy ustnej z policzkiem. Podejście tkankowe do badania farmakodynamicznych punktów końcowych we wczesnej fazie badań klinicznych onkologicznych rozszerzyło się od czasu opracowania ukierunkowanych terapii lekowych, w których optymalna dawka biologiczna byłaby preferowana niż maksymalna tolerowana dawka. Definicja optymalnej dawki może być ustalona na podstawie końcowych punktów farmakokinetycznych lub, korzystnie, poprzez wykazanie pożądanego wpływu na cząsteczkę docelową.
autorzy opisali zastosowanie wyrwanych mieszków włosowych i wykonalność w wykrywaniu i ilościowym określaniu cyklu komórkowego i czynników związanych z naprawą DNA, takich jak Ki67, pRb, p27 i fosforylowany P27, pRb i Histon . Działanie przeciwnowotworowych inhibitorów sygnalizacji kinazy fosfatydyloinozytol-3 (PI-3-K) / Akt (kinaza białkowa B) u pacjentów z rakiem zostało zmierzone przez Williamsa i wsp. . Oskubane mieszki włosowe skóry głowy zostały użyte jako zastępcze normalne tkanki do pomiaru wpływu inhibitorów kinazy Ptdyn-3 i Akt na sygnalizację kinazy Ptdyn-3 . Badanie wykazało, że barwienie fosfozer473-Akt w keratynocytach zewnętrznej powłoki włosa było hamowane przez inhibitor kinazy PtdIns-3 w hodowanych ludzkich włosach . Wyniki badań sugerują, że pojedyncze ludzkie włosy mogą stanowić małoinwazyjny sposób pomiaru działania inhibitorów sygnalizacji kinazy PtdIns-3 u pacjentów, odzwierciedlający hamowanie fosfo-Akt guza.
wyrwane wały włosów wyekstrahowane z brwi, a także komórki jednojądrzaste krwi obwodowej zostały wykorzystane przez Fong i wsp. jako tkanka zastępcza w celu przetestowania hipotezy, że pacjenci z guzami związanymi z mutacjami BRCA1 lub BRCA2 wykazaliby obiektywną odpowiedź przeciwnowotworową na olaparib, nowy i silny, aktywny doustnie inhibitor polimerazy Poli (adenozynodifosforanu-rybozy) (PARP). W badaniu klinicznym fazy 1 badano bezpieczeństwo, profil zdarzeń niepożądanych, toksyczność ograniczającą dawkę, maksymalną tolerowaną dawkę, dawkę, przy której PARP jest maksymalnie hamowany, a także jego profile farmakokinetyczne i farmakodynamiczne . Wyrwane mieszki włosowe brwi wraz z jednojądrzastymi komórkami krwi obwodowej zostały użyte w celu potwierdzenia hamowania PARP w tych próbkach zastępczych . Podobnie Ang et al. przeanalizowano uzasadnienie, zalety i wady oraz praktyczne rozważania metod tkankowych do wykonywania badań farmakodynamicznych we wczesnej fazie onkologicznych badań klinicznych z wykorzystaniem historii przypadków molekularnych środków celujących, takich jak PI3K, m-TOR, hsp90, HDAC i inhibitory PARP .
6. Perspektywy
oskubany trzon włosa był wykorzystywany w badaniach medycznych przez ostatnie 60 lat. Ten” mini ” narząd staje się ważnym poligonem w badaniach biomedycznych. Najbardziej ekscytującą rolę dla oskubanych wałków włosów rozwija się w dziedzinie przeprogramowania komórek macierzystych i rozwoju autologicznych odpowiedników naskórka. Zastosowanie wyrwanego włosa jako tkanki zastępczej w badaniach fazy 1 w celu opracowania leku chemioterapeutycznego, jak również jego zastosowanie jako modelu tkanki zastępczej w podejściu biologii systemowej do badań medycznych stanie się ważniejsze w najbliższej przyszłości.
podziękowania
autorzy serdecznie dziękują Panu Anton Abela (zakład Farmakologii Klinicznej i terapii, Wydział Medycyny i chirurgii, Uniwersytet Maltański) za zaprojektowanie postaci przedstawionej w niniejszym artykule.