Оказывается, что морщинами покрывается не только наша кожа, но и внутренние органы. Группа исследователей попробовала выяснить механизмы, почему так происходит. Выводы ученых могут сыграть большую роль в регенеративной терапии.
Исследовательская группа в составе профессора Донг Сунг Ким, профессора Анны Ли и доктора Ясеунг Юн с факультета машиностроения POSTECH успешно воссоздала структуру морщин в биологических тканях in vitro (в пробирке), раскрыв механизмы их образования.
Хотя морщины часто ассоциируются со старением кожи, многие органы и ткани, включая мозг, желудок и кишечник, также имеют выраженные морщины. Эти структуры играют ключевую роль в регуляции клеточного состояния и дифференциации, способствуя физиологическим функциям каждого органа.
Понимание того, как биологические ткани складываются и образуют морщины, жизненно важно для понимания сложности живых организмов, не только ограничиваясь косметическими вопросами. Ученые отмечают, что эти знания могут сыграть ключевую роль в развитии исследований в таких областях, как старение кожи, регенеративная терапия и эмбриология.
Команда профессора Донг Сунг Кима разработала модель эпителиальной ткани, состоящую исключительно из человеческих эпителиальных клеток и внеклеточного матрикса (ECM). Объединив эту модель с устройством, способным прикладывать точные сжимающие усилия, они успешно воссоздали и наблюдали in vitro структуры морщин, которые обычно наблюдаются в кишечнике, коже и других тканях in vivo (то есть внутри живой ткани).
Это позволило им впервые воспроизвести как иерархическую деформацию одной глубокой морщины под действием сильной сжимающей силы, так и образование множества мелких морщин при более легком сжатии.
Команда также обнаружила, что такие факторы, как пористая структура лежащего в основе ECM, дегидратация и сила сжатия, приложенная к эпителиальному слою, имеют решающее значение для процесса образования морщин. Эксперименты показали, что сжимающие силы, деформирующие слой эпителиальных клеток, вызывают механическую нестабильность в слое ECM, что приводит к образованию морщин.
Кроме того, исследователи обнаружили, что дегидратация слоя ECM (внеклеточного матрикса) является ключевым фактором в процессе образования морщин. Эти наблюдения в точности повторяют эффекты, наблюдаемые в стареющей коже, где обезвоживание нижележащего слоя ткани приводит к развитию морщин.
Все это позволяет создать механобиологическую модель для понимания процесса образования морщин.
Профессор Донг Сунг Ким заявил: "Мы разработали платформу, которая может воспроизводить различные структуры морщин в живой ткани без необходимости проведения испытаний на животных. Эта платформа позволяет получать изображения в режиме реального времени и детально наблюдать за формированием морщин на клеточном и тканевом уровне - процессами, которые трудно отразить в традиционных животных моделях. Она может найти широкое применение в таких областях, как эмбриология, биомедицинская инженерия, косметология и т.д.".
