Koža je naš najveći organ koji čini ~ 12% naše tjelesne mase. Glavni je zaštitni organ tijela prema okolišu. Tijekom vremena, njegova zaštitna uloga oslabljena je starenjem koje je uvijek povezano s raznim upalnim procesima, smanjenjem zacjeljivanja rana i povećanim rizikom od malignih promjena.

Fenotip starenja nastaje kao posljedica smanjenog potencijala za regeneraciju tkiva uz istovremeno narušavanje homeostaze tkiva i akumulacijom oštećenja. Akumulacija senescentnih stanica u tkivima glavni je katalizator starenja kod čovjeka. Stare stanice imaju promijenjenu ekspresiju gena, karakteriziranu jakim povećanjem sekrecije citokina, kemokina i ekstracelularnih proteinaza poznatu kao „Senescence Associated Secretory Phenotype“ (SASP), koja također uključuje niz inflamatornih i faktora rasta koji djeluju na remodeliranje tkiva, aktiviraju stanični imuni odgovor i stvaraju metabolički profil upale.

Dodatno, sve te promjene imaju negativan utjecaj na epidermalne matične stanice (ESC) i regeneraciju. Važno je naglasiti da ekspresija enzima telomeraze sprečava starenje stanica i kontinuirano održava mladi fenotip. U ovom projektu istražit ćemo mogučnosti regeneracije kože i pomlađivanje tkiva unošenjem mladih/revitaliziranih stanica. Analizirat ćemo promjene u koži nakon porasta udjela mladih ili pomlađenih zdravih stanica na modelu kože štakora i ljudskih organotipskih složenih kultura epidermalnog tkiva. To ćemo postići uvođenjem velikog postotka (> 35%, do 55%) mladih neonatalnih stanica kože ili stanica revitaliziranih telomerazom pomoću nove tehnike mikrotransplantacije. Na taj način očekujemo povećanje regenerativnog potencijala dermisa i epidermisa, rekonstrukciju mladog mikrookoliša tkiva i izvanstaničnog matriksa, kao i povećanje aktivnost matičnih stanica.

Osim starenja, razne genetske mutacije mogu poremetiti zaštitnu funkciju kože. Među najtežim takvim poremećajima je epidermolysis bullosa (EB). EB je heterogena grupa nasljednih poremećaja kože uzrokovanih mutacijama u 18 različitih gena, što rezultira širokim spektrom patoloških promjena, od blagih do teških, a u ekstremnim slučajevima može uzrokovati smrt. Ti geni kodiraju različite proteine kože važne za povezivanje dermisa i epidermisa. Jedan od najpoznatijih je kolagen VII (C7) koji učvršćuje bazalnu membranu. Mutirane jedinke nose mutaciju unutar glavne strukturne (kolagenske) domene C7, što smanjuje stabilnost C7 monomera koji daju dominantno-negativni fenotip.

Ovi štakori imaju krhku kožu, sklonu guljenju i pokazuju sve glavne znakove EB koji se pojavljuju kod ljudi. U ovom projektu ćemo dakle također analizirati promjene u koži štakora s EB nakon povečanja udjela stanica koje nose divlji tip gena C7 i revitaliziranih telomerazom. U tu svrhu razvili smo protokol za mikro-transplantaciju stanica u tkivo kože što omogućuje manipulaciju raznim populacijama stanica kože. Glavni cilj ovog projekta je izravno pokazati da je moguće mijenjati stanični sastav tkiva i pokazati da povećanjem omjera genetski korigiranih, zdravih mladih ili pomlađenih stanica u tkivu možemo mijenjati metabolički profil lokalnog tkiva, poboljšati održavanje matičnih stanica in vivo i time povećati zacijeljivanje i regeneraciju kože.

Suradnici

• Lucia Nanić, dr.sc., Institut Ruđer Bošković
• Andrea Cedilak, mag.ing.biotechn., Institut Ruđer Bošković
• Marija Mary Sopta, dr.sc., Institut Ruđer Bošković
• Miljenko Huzak, prof. dr.sc., Prirodoslovno - matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu
• Sanja Davidović Mrsić, dr.sc., dr.med., Klinički bolnički centar Zagreb
• Florian Gruber, prof.dr.sc., Medical University of Vienna, Austrija
• M. Bader, prof.dr.sc., Max-Delbruck Zentrum fur Molekulare Medizin, Berlin-Buch, Njemačka

Konzultanti

• Igor Weber, prof.dr.sc., Institut Ruđer Bošković
• Ranko Stojković, dr.sc., Institut Ruđer Bošković