Sintetinis kremas taip pat apsaugo odą nuo saulės žalos.

Įsivaizduokite odos kremą, kuris gydo žalą, kurią sukelia kasdienis saulės ir aplinkos toksinų poveikis. Šiaurės vakarų universiteto mokslininkai sukūrė sintetinį melaniną, turintį galimybę tai padaryti.

Įrodyta, kad šis sintetinis melaninas, sukurtas imituoti natūralų žmogaus odos melaniną, pagreitina žaizdų gijimą, kai jis tepamas ant pažeistos odos. Šis poveikis pasireiškia pačioje odoje ir sistemiškai visame kūne.

Mokslininkai teigė, kad kremo sudėtyje esantis sintetinis melaninas gali apsaugoti odą nuo saulės poveikio ir išgydyti saulės ar cheminių nudegimų pažeistą odą. Ši technika pašalina laisvuosius radikalus, kuriuos gamina pažeista oda, pvz., nudegus saulėje. Nekontroliuojamas laisvųjų radikalų aktyvumas pažeidžia ląsteles ir galiausiai gali sukelti odos senėjimą ir odos vėžį.

Tyrimas neseniai buvo paskelbtas žurnale npj regeneracinė medicina.

Žmonių ir gyvūnų organizme esantis melaninas suteikia pigmentaciją odai, akims ir plaukams. Medžiaga apsaugo jūsų ląsteles nuo saulės daromos žalos ir padidina pigmentaciją reaguojant į saulės šviesą – procesas paprastai vadinamas įdegimu. Tas pats pigmentas jūsų odoje natūraliai pašalina laisvuosius radikalus, reaguodamas į kenksmingą aplinkos taršą iš pramonės šaltinių ir automobilių išmetamųjų dujų.

„Žmonės nemano, kad jų kasdienis gyvenimas yra jų odos sužalojimas“, – sakė bendraautorius Dr. Kurt Lo, Eugene’o ir Gloria Bauer dermatologijos profesorius iš Eugene’o universiteto. Šiaurės Vakarų universitetas Feinbergo medicinos mokykla ir Šiaurės Vakarų medicinos dermatologas. „Jei kiekvieną dieną saulėje vaikštote be drabužių, jus nuolat bombarduoja silpni UV spinduliai. Tai dar labiau pablogėja vidurdienio ir vasaros sezono metu. Žinome, kad saulės veikiama oda sensta, palyginti su oda, kurią saugo drabužiai, kurie ne Tai rodo senėjimą beveik tiek pat.

B ritinys iš tyrimo autoriaus Dr. Kurto Lo dermatologijos laboratorijos. Kreditas: Šiaurės Vakarų universitetas

Oda taip pat sensta dėl senėjimo ir išorinių aplinkos veiksnių, įskaitant aplinkos taršą.

„Visi šie odos įžeidimai sukelia laisvuosius radikalus, kurie sukelia uždegimą ir skaido kolageną“, – sakė Lu. „Tai yra viena iš priežasčių, kodėl senstanti oda atrodo taip kitaip nei jaunesnė.

Kai mokslininkai sukūrė sintetines nanodaleles, sukurtas naudojant melaniną, jie pakeitė melanino struktūrą, kad galėtų geriau sunaikinti laisvuosius radikalus.

Dirbtinis melaninas tepamas ant uždegusios odos. Tiesiog po odos paviršiumi yra žali laisvieji radikalai, taip pat žinomi kaip ROS arba „reaktyviosios deguonies rūšys“. Kreditas: Yu Chen, Šiaurės Vakarų universitetas

„Sintetinis melaninas gali pašalinti daugiau radikalų viename grame nei žmogaus melaninas“, – sakė bendraautorius Nathanas Giannishi, Šiaurės Vakarų universiteto chemijos, medžiagų mokslo ir inžinerijos, biomedicinos inžinerijos ir farmakologijos profesorius. „Tai tarsi super melaninas. Jis biologiškai suderinamas, biologiškai skaidomas, netoksiškas ir skaidrus, kai įtrinamas ant odos. Mūsų tyrimų metu jis veikia kaip veiksminga kempinė, pašalinanti kenksmingas medžiagas ir apsauganti odą.”

Patepus ant odos, melaninas lieka ant paviršiaus ir nėra absorbuojamas į žemiau esančius sluoksnius.

„Sintetinis melaninas stabilizuoja odą ir suteikia jai gijimo kelią, kurį matome viršutiniuose sluoksniuose ir visame kūne“, – sakė Giannishi.

Perėjimas prie naujos teorijos

Mokslininkai, beveik 10 metų tyrinėję melaniną, pirmą kartą išbandė sintetinį melaniną kaip apsaugos nuo saulės priemonę.

„Tai apsaugojo odą ir odos ląsteles nuo pažeidimų”, – sakė Giannici. „Toliau galvojome, ar sintetinį melaniną, kuris pirmiausia veikia kaip radikalus rezorbatorius, galima naudoti lokaliai po odos pažeidimo ir turėti gydomąjį poveikį odai? Pasirodo, jis veikia būtent taip.”

Lu numato, kad sintetinis melanino kremas bus naudojamas kaip apsaugos nuo saulės stiprintuvas, kad būtų užtikrinta papildoma apsauga, ir kaip drėkinamoji priemonė, skatinanti odos atstatymą.

Sintetinio melanino sluoksnio virš uždegusios odos iliustracija. Kreditas: Yu Chen, Šiaurės Vakarų universitetas

„Galite nešioti prieš išeinant į saulę ir po to, kai būnate saulėje“, – sakė Lu. „Abiem atvejais pastebėjome, kad sumažėjo odos pažeidimas ir uždegimas. Jūs apsaugote ir atkuriate odą tuo pačiu metu. Tai nuolatinis taisymas.”

Kremas taip pat gali būti naudojamas pūslėms ir atviroms opoms gydyti, sakė Lu.

Vietinis kremas, raminantis imuninę sistemą

Giannishi ir Lu atrado, kad sintetinis melanino kremas, sugerdamas laisvuosius radikalus po traumos, ramina imuninę sistemą. Raginis sluoksnis, išorinis subrendusių odos ląstelių sluoksnis, bendrauja su po juo esančiu epidermiu. Tai paviršinis sluoksnis, kuris priima signalus iš kūno ir išorinio pasaulio. Nuraminus destruktyvų uždegimą ant šio paviršiaus, kūnas gali pradėti gyti, o ne tapti labiau uždegęs.

„Oda ir viršutiniai sluoksniai bendrauja su visu kūnu“, – sakė Lu. „Tai reiškia, kad šių viršutinių sluoksnių stabilizavimas gali sukelti aktyvų gijimo procesą.”

Kaip vyko eksperimentas?

Mokslininkai panaudojo cheminę medžiagą, kad sukeltų audringą reakciją į žmogaus odos audinio mėginį lėkštelėje. Opos atsirado, kai viršutiniai odos sluoksniai atsiskyrė vienas nuo kito.

„Jis buvo labai uždegęs, kaip nuodingosios gebenės reakcija“, – sakė Law.

Dabar oda atkurta po gydymo dirbtiniu melaninu. Uždegusi oda. Kreditas: Yu Chen, Šiaurės Vakarų universitetas

Palaukite kelias valandas, tada pažeistą odą patepkite vietiniu melanino kremu. Pirmosiomis dienomis kremas palengvino imuninį atsaką, pirmiausia padėdamas atsistatyti odos radikalus sulaikantiems fermentams, o vėliau sustabdydamas uždegiminių baltymų gamybą. Tai pradėjo daugybę atsakymų, kurių metu jie pastebėjo reikšmingą išgydymo rodiklių padidėjimą. Tai apėmė sveikų odos sluoksnių palaikymą apačioje. Mėginiuose, kurie nebuvo gydyti melanino kremu, opos išliko.

„Gydymas sukelia odos gijimo ir atstatymo ciklą, reguliuojamą imuninės sistemos”, – sakė Lu.

Melaninas gali apsaugoti žmones nuo toksinų, įskaitant nervų dujas

Giannici ir Lo tiria melaniną kaip dalį tyrimų programų, kurias finansuoja JAV gynybos departamentas (DOD) ir institutas Nacionaliniai sveikatos institutai (Nacionaliniai sveikatos institutai). Tai apėmė melanino kaip drabužių pigmento, kuris taip pat veiktų kaip toksinų, ypač nervų dujų, sugėriklis aplinkoje. Jie parodė, kad gali nudažyti karines uniformas juodai su melaninu ir kad jis sugers nervines dujas.

Melaninas taip pat sugeria sunkiuosius metalus ir toksinus. „Nors tai gali veikti natūraliai, mes sukūrėme jį taip, kad pagerintume šių toksiškų molekulių absorbciją naudojant mūsų sintetinę versiją“, – sakė Giannishi.

Tyrimo autoriaus Nathano Giannishi B ritinys iš chemijos laboratorijos. Kreditas: Šiaurės Vakarų universitetas

Mokslininkai atlieka klinikinį vertimą ir bandomuosius sintetinio melanino kremo veiksmingumo tyrimus. Pradiniame etape mokslininkai neseniai baigė eksperimentą, įrodantį, kad sintetinis melaninas nedirgina žmogaus odos.

Kadangi jie pastebėjo, kad melaninas apsaugo biologinius audinius nuo didelės energijos spinduliuotės, jie mano, kad tai gali būti veiksmingas odos nudegimų, kuriuos sukelia radiacijos poveikis, gydymas.

Daug žadantis darbas gali suteikti gydymo galimybių būsimiems vėžiu sergantiems pacientams, kuriems taikoma radioterapija.

Nuoroda: Dauren Biyashev, Zofia E. Siwicka, Ummiye V. Onay, Michael Demczuk, Dan Xu, Madison K. Ernst, Spencer T. Evans, Cuong V. Nguyen, Florencia A. Sūnus Navjeet K. Paulas, Naniki C. McCallumas, Omaras K. Džiaugsmas, Stephenas D. Milleris, Nathanas C. Giannishi ir Kurt Q. Low, 2023 m. lapkričio 2 d. npj regeneracinė medicina.
doi: 10.1038/s41536-023-00331-1

Kiti Šiaurės Vakarų autoriai: Doreen Biashev, Zofia Siwicka, Omi Onai, Michaelas Demchukas, Madisonas Ernstas, Spenceris Evansas, Cuong Nguyen, Florencia Son, Navjit Paul, Naniki McCallum, Omaras Farha, Stephenas Milleris ir Danas Shaw.

Tyrimas buvo paremtas dotacija U54 AR079795 iš Nacionalinio artrito ir raumenų ir kaulų bei odos ligų instituto, Nacionalinių sveikatos institutų ir dotacija FA9550-18-1-0142 iš Gynybos departamento.