Ласкаво просимо в Venus Clinic, Київ!
Часи роботи
9:00 - 20:00 | пн - пт
10:00 - 20:00 | сб - нд
Contact phone(044) 537 0806
Send WhatsappSend TelegramSend Viber
Запис онлайн
Forever Young BBL омолоджує гени старіючих клітин шкіри

Процедура Forever Young BBL омолоджує гени клітин шкіри

Дослідження, проведені в Стенфордському університеті, показали, що процедура Forever Young BBL може омолоджувати клітини старіючої шкіри на генному рівні, роблячи їх функціонально подібними клітинам молодої шкіри.

Зміст

Дослідження, проведені на моделях організмів, припускають, що старіючі клітини можуть бути функціонально омолоджені. Але чи застосовна ця концепція до шкіри людини? До сих пір це питання залишалося недоведеним. Пропонуємо вам ознайомитися з результатами дослідження, в ході якого вивчалися генні зміни, що відбуваються внаслідок фото і природного старіння (вікового старіння) шкіри людини, а також вплив процедур широкосмугового світла (BBL) на ці процеси. З'ясувалося, що старіння шкіри асоційоване зі значними змінами в РНК і що процедури BBL дозволяють їх «омолоджувати», тобто робити більш подібними по експресії з генами клітин молодої шкіри. Таким чином, процедура BBL може відновлювати експресію генів в клітинах з фото- і хронологічним старінням шкіри людини, подібно клітинам молодої шкіри.

* РНК, РНК, є молекулами-переносниками інформації з генома, представленого ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти). У дослідженнях геному (ДНК) вивчають молекули РНК, як молекули, які є носіями інформації певних ділянок ДНК. Отже, згадка РНК далі по тексту описує процеси, що відбуваються в ДНК, тобто в геномі клітин. (Примітка).

Автори

Anne Lynn S. Chang, відділення дерматології Стенфордського університету, медичний факультет (Редвуд-Сіті, Каліфорнія, США)

Patrick H. Bitter Jr, відділення естетичної дерматології (Лос-Гатос, Каліфорнія, США)

KunQu, відділення дерматології Стенфордського університету, медичний факультет (Редвуд-Сіті, Каліфорнія, США)

Meihong Lin, відділення дерматології Стенфордського університету, медичний факультет (Редвуд-Сіті, Каліфорнія, США)

Nicole A. Rapicavoli, відділення дерматології Стенфордського університету, Медичний інститут Говарда Хьюза (Стенфорд, Каліфорнія, США)

Howard Y. Chang, відділення дерматології Стенфордського університету, Медичний інститут Говарда Хьюза (Стенфорд, Каліфорнія, США)

Вступ

Старіння є складним процесом комплексних генетичних змін і впливу навколишнього середовища і пов'язано з множинними змінами експресії генів. Але яким чином зміни на генному рівні позначаються на здоров'ї людини, до сих пір залишається невідомим. Численні мутації одиничних генів показують продовження життя в моделях організмів (Partridge 2010; de Magalhaes і співавт., 2012). Обмеження в дієті також можуть сповільнити швидкість старіння, навіть якщо починають використовуватися в кінці життя (Partridge, 2010). Зовсім недавно в декількох виступах було показано омолодження старіючих клітин або тканин, які демонструють дивовижну оборотність процесів старіння. Наприклад, при гетерохронность парабіозі молодих і старих мишей вивільняються циркуляторні фактори, які відновлюють функції старіючих стовбурових клітин м'язів (Liu and Rando, 2011). Крім того, блокування фактору транскрипції NF-kB в старих клітинах епідермісу мишей може переривати клітинне старіння і відновлювати загальну експресію генів клітин старої шкіри, роблячи їх подібними молодим клітинам (Adler et al., 2007).

Виникає питання: чи мають такий же оборотністю процеси старіння в шкірі людини, які розвиваються протягом десятиліть, а не місяців або років, як було показано на моделях мишей? Виявлення застосовних в життя методів блокування процесів старіння є серйозним викликом.

Фотоомолодження BBL (широкосмугове світло), відоме також як широкосмугове імпульсне світло (IPL), - загальнодоступна і популярна процедура «омолодження» шкіри, є ідеальною технологією для тестування цієї концепції. Згідно з даними Американського товариства естетичної та пластичної хірургії (ASAPS), в 2009 році в США на ці процедури було витрачено понад 215 млн доларів. На відміну від абляційних процедур, що поліпшують стан шкіри за рахунок термічної деструкції і регенерації епідермісу і поверхневого шару дерми, BBL використовує широкосмуговий некогерентний світло в діапазоні від 560 до 1 200нм, який поглинається багатьма компонентами шкіри. В даний час процедури BBL використовуються для зменшення виразності зморшок, при порушенні пігментації, при еритемі і еластоз (Bitter Jr, 2000; Negishi et al., 2001). Проте молекулярні зміни, викликані цією процедурою, поки описані не були.

Термін «омолодження» використовується як дослідниками, так і широкими верствами населення, і кожен вкладає в нього своє поняття. Саме тому потрібно визначитися з дефініцією. В даному дослідженні ми трактуємо поняття «омолодження» як відновлення показників молодості в старіючих клітинах і тканинах. Чи справді після процедури BBL шкіра омолоджується на молекулярному рівні і стає подібною молодий шкірі або ж відбуваються зміни пов'язані з раневими процесами і регенерацією ушкоджень, що фундаментально відрізняється від молодої неушкодженої шкіри?

Гістологічні дослідження підтверджують, що BBL достовірно знижує вміст меланіну в дермі і усуває телеангіектазії (Bitter Jr, 2000; Prieto і співавт., 2002).

Також в декількох дослідженнях повідомлялося про збільшення вмісту колагену в верхніх шарах сосочкової дерми до третього тижня після процедури (Negishi et al., 2001). Однак синтез нового колагену може носити мінливий або короткостроковий ефект: дані ультраструктурного аналізу шкіри через 3 місяці після процедури не показали ознак впливу на колаген та еластин (Prieto et al., 2002).

Ми вивчили молекулярні основи відповіді на процедури BBL, визначаючи загальну експресію генів шкіри людини з фотоі хронологічним старінням після процедур BBL. Метою було відстежити широкий спектр змін в РНК старіючих клітин при впливі BBL, включаючи зміни експресії генів (кодованих і некодованих) і регуляцію генів.

Дизайн дослідження

Учасники дослідження і матеріали

Дане дослідження проведено відповідно до Гельсінською декларацією. Після ознайомлення і підписання інформованої згоди п'яти жінкам учасницям у віці старше 50 років провели процедури BBL на лівому передпліччі. Критеріями включення в дослідження були тип шкіри II або III по Фітцпатрику і помірна або виражена ступінь старіння шкіри на передпліччі (McKenzie і співавт., 2010). Відвідування соляріїв, місцеве нанесення ретиноїдів і проведення будь-яких процедур на шкірі рук було заборонено за 1 місяць до початку і протягом усього дослідження. Учасники були проінструктовані захищати свої руки за допомогою сонцезахисних кремів широкого спектра і одягу з довгими рукавами, а також уникати зайвого контакту з сонцем.

Процедури проводилися на платформі Joule компанії Sciton з використанням модуля BBL. Учасникам проводили 3 процедури з інтервалом 4 тижні з використанням фільтрів 515 або 560 нм одним імпульсом тривалістю 10-20 мс з питомою потужністю 8-14 Дж/см2. Під час однієї процедури виконувалися два або більше проходу.

Через 4 тижні після 3-й процедури BBL проводилася Punch-біопсія ділянок шкіри розміром 4 мм на обробленій шкірі і на сусідньому необробленому ділянці. Також проводилася Punch-біопсія (4 мм) з ділянок шкіри, що не піддаються впливу сонячних променів, у п'яти учасниць віком до 30 років, які мали ті ж критерії включення в дослідження, але не мали ознак фотостаріння на руках.

Зразки були розділені навпіл і поміщені в розчин для стабілізації РНК або розчин формаліну для фарбування гематоксилін-еозином.

Омолодження клітин шкіри широкосмуговим світлом, гістологія
Рис. 1. Клінічні і гістологічні ефекти процедури BBL
а) Рука жінки 73 років до процедури BBL (штрих-лінія вказує зону процедури, пов'язка вказує контрольну зону, що не піддається лікуванню); b) Та ж рука після трьох процедур BBL: відзначається редукція дрібних зморшок, зменшення гіперпігментації і еритеми на обробленій ділянці шкіри (зона, позначена штрих-лінією) в порівнянні з необробленим ділянкою; с) Показники старіння шкіри: значне зменшення вираженості дрібних зморшок, зменшення вираженості пігментації і зниження загального показника старіння шкіри після процедури BBL. Значення Р. Згідно двостороннього t-тесту; d) Гістологія шкіри до процедури BBL показує наявність еластозу (збільшення х 200, фарбування гемотоксілін-еозином, ГЕ); е) Редукція еластозу (х 200, ГЕ) після процедури BBL; f) До процедури - явний еластоз (збільшення х 200, фарбування по von Giesen); g) Після процедур еластоз менш виражений (збільшення х 200, фарбування по von Giesen); h) До процедури волокна колагену дезорганизованности і невпорядковані (збільшення х 200, фарбування PAS); i) Після процедур волокна більш однорідні (збільшення х 200, фарбування PAS). Ціна поділки - 1 мм </ figcaption>
Результати омолодження BBL

Клінічні і гістологічні зміни

Після трьох процедур BBL на шкірі рук відбувалися поліпшення клінічних показників хронологічного старіння і старіння шкіри під впливом факторів зовнішнього середовища: дрібні зморшки (Р = 0,03), пігментація (Р = 0,02) і загальні показники старіння шкіри (Р = 0,01), (мал. 1 а-с). За даними гістологічного дослідження, ознаки еластозу в зразках старіючої шкіри з ділянок, які зазнали процедурі BBL, були менш виражені в порівнянні із зразками старіючої шкіри, що не піддавалася впливу BBL (мал. 1 d-g). Фарбування гістологічних зразків методом PAS не показало змін в кількості колагену в дермі між робочою і необроблюваних зразками шкіри, хоча після процедури BBL волокна колагену були менш дезагреговані (мал. 1 h-i). Зразки старіючої шкіри після процедури показували суб'єктивне збільшення щільності епідермісу (мал. 1 e, g, i) в порівнянні із зразками старіючої шкіри, яка не піддалася впливу (мал. 1 d, f, h).

Дослідження зміни генів

Щоб точно виявити ознаки старіння в закінченнях молекул РНК, ми спочатку виявляли порушення транскрипції ділянок генів, асоційованих зі старінням, шляхом порівняння зразків молодий шкіри зі зразками старіючої шкіри, що не оброблялися BBL, а потім тестували, який вплив надає процедура BBL по зміні цих показників.
Порівняння рівнів транскрипції мРНК в молодої необробленої шкірі і старіючої необробленої шкірі, а також в старіючої необробленою і старіючої обробленою показало значне збільшення рівнів експресії в 3 530 генах (мал. 2 а).

гени шкіри
Малюнок 2. Експресія генів старіючої шкіри до і після процедур в порівнянні з молодою шкірою.

Спрямованість зміни генів після процедури BBL показана на малюнку 2 а: блакитним кольором відмічено двократне зменшення, а жовтим - дворазове збільшення експресії. Для наочного візуального відображення значущих генів ми використовували візуальну теплову карту. Праворуч від неї ми розташували таблицю, пурпурні смуги якої відображають основні біологічні ефекти, за які відповідають гени, відповідно до генної онтологією. Наприклад, «омолоджені гени» і lncRNAs (довгі некодуємі РНК) розташовані в обох верхніх і нижніх частинах візуальної теплової карти. Гени, що відповідають за імунну відповідь і трансляцію, розташовані в нижній половині карти. Гени, що відповідають за клітинну адгезію, розташовані у верхній частині карти. Активність цих генів знижена в групі молодих волонтерів та збільшена в групі волонтерів, що не були під впливом BBL зі старіючої шкірою, а в групі лікувалися волонтерів зі старіючої шкірою активність генів адгезії знаходиться на середньому рівні. Сусідня таблиця з пурпуровими стовпцями вказує на те, в яких генах відбуваються зміни і за які біологічні процес відповідають ці гени. Візуальна теплова таблиця за допомогою «теплих» (жовтий - підвищення) і «холодних» (синій - зниження) квітів вказує спрямованість зміни активності генів - збільшення або зниження їх функції, що дозволяє порівнювати молоду шкіру, старіючу шкіру без лікування і старіючу шкіру після лікування. Наприклад, молода шкіра і стара шкіра після лікування показують збільшення рівнів транскрипції генів, що відповідають за «імунну відповідь» і «трансляцію», оскільки обидві ці групи показали збільшення активності генів (жовтий колір). І навпаки: в групі пацієнтів до лікування зі старіючої шкірою відбувається зниження активності генів (синій) «імунної відповіді» і «трансляції» в порівнянні з двома іншими групами. Генні зміни, пов'язані зі старінням, багатогранні і об'єднують в собі зміни декількох біологічних функцій. Перша п'ятірка найбільш виражених змін з підвищенням активності генів старіючої шкіри до лікування в порівнянні
з молодою шкірою до лікування включає:
• трансляцію (Р = 4,7 х 10-12);
• трансляційне подовження (Р = 5,1 х 10-7);
• макромолекулярні комплекси (Р = 7,5 х 10-6);
• нкРНК (некодовані РНК), що відповідають за метаболізм (Р = 6,2 х 10 6);
• РНК-процесинг (Р = 2,5х10-6).
Перша п'ятірка генів зі зниженням функції в групі старіючої шкіри до лікування в порівнянні з молодою шкірою включала:
• гени, що відповідають за клітинну адгезію (Р = 1,5 х 10-17);
• біологічну адгезію ( Р = 1,5 х 10-17);
• гомофільную клітинну адгезію (Р = 7,8 х 10-8);
• ген, який відповідає за розвиток скелета (Р = 3,2 х 10-7 );
• ензим-пов'язаний білок-рецептор сигнального шляху (Р = 5,2 х 10-6).
зміни в цих генах нагадують зміни набору генів при старінні в інших тканинах і організмах.

BBL сприяє зміни експресії генів гени, рівень експресії яких в старіючої шкіри, після процедури BBL, був ближче до генам молодий шкіри до лікування, були позначені RGs ( «омолоджені гени»).

Ієрархічна кластеризація показала, що експресія генів після процедури старіючої шкіри більш схожа з молодою шкірою до процедури, ніж з до процедури старіючою шкірою (мал. 2 а). Омолоджені гени відповідають за зчеплені з ними певні біологічні функції, шість найбільш виражених з них - це:
• трансляція (P = 5,8 х 10-11);
• РНК-процесинг (Р = 6,3 х 10-8);
• нкРНК-процесинг метаболізму (Р = 1,4 х 10-7);
• регуляція клітинного метаболізму білка (Р = 1,6 х 10-5);
• макромолекулярні катаболичні процеси (Р = 2,1 х 10-5);
• клітинний цикл (Р = 2,4 х 10-5) (мал. 2 b, справа вгорі).
Більш детальне дослідження показало експресію «омолоджених» процедурою BBL генів, пов'язаних з ключовими регуляторами, відомими як гени, які контролюють старіння (мал. 2 с).

Вони включають:

  • ZMPSTE24 - металопротеїнази, яка переробляє ламін А. Дефект цього гена викликає синдром вираженого передчасного старіння, прогерію Хатчінсона - Гілфорда;
  • рецептор IGF1R - цей ген безпосередньо пов'язаний зі старінням і довгожительством в моделях людини, мишей і інших організмів (Liang et al., 2011 року; Tazearslan et al., 2011);
  • інші «омолоджені гени» - EIF4G1 і EIF4EBP1 - відповідають за підвищення тривалості життя у Caenorhabditis elegans (вільноживучі нематода, яка широко використовується як модельний організм) (Curran і Ruvkun, 2007);
  • MLL - регулятор транскрипції, пов'язаний з теломерами (Caslini et al., 2009), і метилат H3K4, який відповідає за нормальну тривалість життя у C. ele gans (Greer і співавт., 2010);
  • MAP3K5 (ASK10) - регулює активність кіназ у відповідь на оксидативний стрес в моделі старіючих мишей Klotho (Hsieh і співавт., 2010);
  • PSMD8 - є компонентом протеасом, порушення роботи яких сприяє старінню шкіри людини (Hwang і співавт., 2007); < br> • RING1 і MOV10 - учас твуют в процесах, контролюючих тривалість життя фібробластів людини (Itahana і співавт., 2003);
  • EEF2 (еукаріотичний фактор трансляції елонгації 2) - був також віднесений до «омолодженим генам». Згідно з дослідженнями, він пов'язаний зі зниженням синтезу білка у щурів (Parado і співавт., 1999);
  • нарешті, ряд генів-супресорів, які контролюють клітинний цикл і забезпечують цілісність геному, таких як ING4, супресор пухлини, DAXX і MSH2, були також «омолоджені».

Вплив процедури BBL на імунну відповідь відбивається в зміні показників імунної відповіді у порівнянні зі зразками молодої шкіри до лікування. Малюнок 2 а показує, що, хоча гени, що відповідають за імунну відповідь, «підвищують» активність після процедури, цей профіль «підвищення» більше нагадує молоду шкіру. Це передбачає, що невелика частина імунної відповіді, яка «підвищилася» після процедури, є частиною «омолодження» і є неспецифічним відповіддю на процедуру Forever Young BBL.

Таким чином, процедура Forever Young BBL здатна відновлювати безліч молекулярних властивостей молодої шкіри в старіючих клітинах шкіри людини, щонайменше в короткостроковій перспективі. До того ж ми не виявили змін експресії генів, пов'язаних з раневими процесами і процесами утворення рубців.

Специфічна відповідь на процедуру Forever Young BBL

Ми також розглянули можливість того, що процедура BBL може надавати специфічну лікувальну дію, не пов'язане зі старінням. Наприклад, процедура Forever Young BBL могла б стимулювати процеси загоєння ран або утворення рубців на додаток до охолоджуючої дії.

Ми виявили істотні зміни експресії 1 112 генів, які спостерігалися тільки в зразках, які пройшли процедуру омолодження Forever Young BBL, але цих змін не було виявлено в зразках молодої шкіри і старіючої шкіри до процедур. Серед цих генів зі специфічною відповіддю на процедуру були виділені п'ять найбільш виражених біологічних ефектів зі збільшенням експресії генів після процедури:

  • імунна відповідь (Р = 3,8 х 10-12);
  • позитивна регуляція імунної системи (Р = 2,0 х 10-8);
  • активація клітин (Р = 5,7 х 10-8);
  • активація Т-клітин (Р = 6,0 х 10-7);
  • захисні реакції (Р = 1,4 х 10-7).

Ці реакції пов'язані з імунною відповіддю на омолодження Forever Young BBL і відрізняються від імунної відповіді генів, які також збільшувалися у нелікованих молодих. П'ятьма найбільш значущими біологічними ефектами, пов'язаними зі зниженням експресії генів після процедури, були:

  • регуляція транскрипції (Р = 2,0 х 10-6);
  • транскрипція (Р = 1,7 х 10-5);
  • відповідь на органічні речовини (Р = 1,1 х 10-4);
  • відповідь на гормональні стимули (Р = 4,4 х 10-4);
  • негативна регуляція транскрипції (Р = 4,7 х 10-4).

Ці гени відрізняються від попередньо описаних ефектів «загоєння», які характеризують процеси загоєння шкіри (Chang і співавт., 2005), проте складно зробити пряме порівняння, оскільки немає описаних в літературі даних, еквівалентних нашим, за активністю генів, пов'язаних з раневими процесами на 4-й тиждень.
і нарешті, топ-10 генів, що підвищують і знижують активність у лікувалися BBL зі старіючої шкірою в порівнянні з старіючою шкірою до процедур, наведено в таб. 1.

Дискусія

Отримані нами результати показують, що регулятори старіння організму можуть бути змінені в шкірі людини завдяки використанню загальнодоступною технології BBL. Наскільки пластичні процеси старіння і наскільки вони можуть змінюватися в бік оздоровлення шкіри, ще належить з'ясувати.

Хоча технологія BBL використовується більше для додання шкірі «молодого» виду, наше дослідження показало, що спостерігається омолодження шкіри на молекулярному рівні, з численними змінами в роботі генів, пов'язаних з процесами старіння; що видимі клінічні зміни обумовлені функціональним омолодженням дожи (як мінімум на короткий період часу), а не зовнішньої косметичної імітацією вигляду молодий шкіри.

Оскільки технологія BBL існує менше 20 років, довгострокові ефекти BBL терапії ще належить визначити. Хоча в даному дослідженні оцінювали стан шкіри через 4 тижні після процедури, неясно, як довго зберігається цей клінічний ефект і молекулярні зміни. Невідомо також, наскільки стійко зберігається ефект у пов'язаних з віком станів, таких як себорейний або актинічний кератоз, з часом. Можливо, інформативним буде досліджувати нинішніх учасників в довгостроковій перспективі, з фотографуванням і біопсією шкіри, щоб визначити тривалість клінічного, гістологічного і молекулярного ефекту процедури омолодження шкіри Froever Young BBL.

Точні механізми, за допомогою яких BBL (некогерентного світлове випромінювання) змінює експресію генів, на даний момент добре не вивчені. Наприклад, відомо, яким чином BBL поглинається різними мішенями - меланіном і гемоглобіном, що призводить до зменшення еритеми і пігментації.

Це попереднє дослідження, і ми будемо вивчати вплив BBL на молоду шкіру. В даних випробуваннях ми не проводили процедур BBL на шкірі осіб молодше 30 років, оскільки вони не мали клінічних показань - помітних ознак фото- і хроно-старіння шкіри передпліччя. Так як малоймовірно, що BBL буде використовуватися на практиці на молодий шкірі без ознак фотостаріння (за винятком видалення волосся), ми не включили цю групу в дослідження.

Дані про можливий вплив BBL на синтез колагену суперечливі, згідно доступним джерелам. Хоча деякі доповіді вказують на гістологічні зміни, індуковані процедурою BBL, включаючи неогенез колагену (Negishi і співавт., 2001), в інших дослідженнях цих змін не відзначається (Prieto і співавт., 2002). Згідно з даними останнього дослідження, не відзначено також змін у змісті еластину після процедури. У наших дослідах не було відзначено істотних змін у змісті колагену після процедури на забарвлених по PAS зразках. Вони мали зниження кількості еластину на препаратах, забарвлених по von Giesen. Ми не виявили суттєвих змін рівнів експресії генів колагену і еластину після процедури. Можливо, причина полягає в одному паркані матеріалів для тестів, що могло не захопити проміжок часу, коли рівень експресії генів колагену і еластину зазнавав суттєвих змін.

Подальші дослідження з біопсією шкіри дозволять виявити кінетику процесів активації/супресії генів-мішеней. Крім того, метою даного дослідження було вийти за рамки простого гістологічного аналізу шкіри і вивчити молекулярні зміни при старінні шкіри і вплив на них процедур омолодження шкіри Forever Young BBL. Ми досліджували безліч змін в генах сполучної тканини, які можуть модулюватися BBL.
Подальші дослідження з великими вибірками можуть дозволити нам виявити додаткові значущі гени, експресія яких змінюється в порівнянні зі старіючої шкірою до процедури з молодою шкірою після процедури, а також старіючої шкірою до процедури з старіючої шкірою після процедур. Великі вибірки можуть дозволити співвіднести ступінь клінічної відповіді зі змінами в «омолоджених» генах.

Опубліковано: J Invest Dermatol. 2013 Feb; 133(2): 394–402.

Фото до і після Forever Young BBL

Фотографії до і після попереднього дослідження доктора Патріка Біттера «Вплив BBL на шкіру в довгостроковій перспективі».

Де зробити Forever Young BBL в Києві?

Ви можете пройти процедуру Forever Young BBL в Venus Clinic, Київ. Це одна з наших найпопулярніших процедур.

Детальніше о Forever Young BBL.

Вам буде цікаво

Фотостаріння

Фотостаріння

Фотостаріння шкіри - старіння шкіри під дією ультрафіолетових променів у складі сонячного…