Анонс. Новое исследование, проведенное совместно специалистами L’Oréal Research & Innovation и Лондонского университета Королевы Марии, опровергает устоявшуюся в биологии модель роста волос. Традиционно считалось, что волосы выталкиваются на поверхность кожи. Однако применение передовых методов 3D-визуализации для наблюдения за живыми фолликулами человека in vitro позволило сделать иное открытие.
Ученые установили, что ключевую роль играет движение клеток внешнего корневого влагалища. Эти клетки движутся по спирали вниз, создавая тянущую силу, которая вытягивает стержень волоса вверх. Данный механизм можно сравнить со скрытым клеточным двигателем. Это фундаментальное изменение в понимании процесса открывает новые перспективы для исследований в области выпадения и регенерации волос.
Основной вывод. Исследование демонстрирует, что рост волос обеспечивается не выталкиванием, а тянущим усилием, создаваемым спиралевидным движением клеток внешнего корневого влагалища. Это открытие пересматривает классические представления и формирует новую научную основу для разработки методов лечения алопеции и стимуляции роста волос.
Рост волос может быть обусловлен скрытым клеточным механизмом, который действует по принципу тянущего двигателя, а не тем процессом выталкивания, который ученые рассматривали на протяжении многих лет. Кредит: Шаттерсток
Новое исследование демонстрирует, что человеческие волосы растут не за счет выталкивания на поверхность кожи, как предполагалось ранее. Вместо этого ученые обнаружили, что волосы вытягиваются вверх благодаря скрытой сети движущихся клеток внутри фолликула. Данное открытие противоречит устоявшимся положениям учебников по биологии и может лечь в основу новых исследований, посвященных проблемам выпадения и восстановления волос.
Исследователи из L’Oréal Research & Innovation и Лондонского университета Королевы Марии впервые применили передовые технологии 3D-визуализации для наблюдения за идентифицируемыми клетками внутри живых человеческих волосяных фолликулов, выращенных в лабораторных условиях. Их выводы, опубликованные в журнале Nature Communications, показывают, что клетки внешнего корневого влагалища — слоя, окружающего стержень волоса — движутся по спирали вниз, и именно в этой зоне возникает сила, тянущая волос вверх.
Доктор Инес Секейра, преподаватель биологии полости рта и кожи в Университете Мэри в Мэриленде и один из ведущих авторов, сказала: «Наши результаты показывают захватывающую хореографию внутри волосяного фолликула». На всем протяжении перехода считалось, что волосы выталкиваются делящимися клетками волосяной луковицы. Мы обнаружили, что вместо этого он активно тянется вверх чужими тканями, действуя почти как крошечный моторчик».
Эксперименты способствуют раскрытию роста волос
Чтобы изучить этот механизм, ученые заблокировали деление клеток внутри фолликула. Они ожидали, что рост волос прекратится, если за подталкивание волос вверх действительно будут делящиеся клетки. Вместо этого фолликулы продолжали рост волос почти с такой же скоростью.
Однако, когда исследователи включились в работу актина — белка, который позволяет клеткам сжиматься и двигаться, — рост волос резко замедлялся, упав более чем на 80 процентов. Компьютерное моделирование подтвердило результаты, показавшие, что тянущая сила, создающая скоординированные движения внешних слоев фолликула, необходима для соблюдения наблюдения за скоростью роста волос.
Расширенные возможности визуализации фиксируют движение клеток в первое время
Доктор Николя Тиссо, первый автор группы перспективных исследований L'Oréal, сказал: «Мы используем новый метод визуализации, позволяющий проводить трехмерную временную микроскопию в режиме реального времени». В то время как статические изображения представляют собой лишь снимки, 3D-микроскопия с замедленной съемкой незаменима для того, чтобы по-настоящему разгадать сложные, динамичные биологические процессы внутри волосяного фолликула, показавшие наиболее важную клеточную кинетику, закономерность и скорость клеточных делений, которые невозможно вывести из конкретных случаев. Такой подход позволит смоделировать силы, возникающие локально».
Переосмысление механики волосяного фолликула
Доктор Томас Борншлёгль, другой ведущий автор той же команды L'Oréal, добавил: «Это показывает, что рост волос обусловлен не только делением клеток — вместо этой внешняя корневая причина активно тянет волосы вверх». Это новое понимание того, как функционируют волосяные фолликулы, может открыть возможности для изучения заболеваний волос, разработки новых лекарств и продвижения работ в области тканевой инженерии и регенеративной медицины».
Хотя эксперименты на человеческих волосяных фолликулах, выращенных в лабораторных условиях, дали результаты, которые дают новое понимание биологии волос и регенеративной медицины. Исследователи предполагают, что понимание физических сил внутри фолликулов может помочь в разработке методов лечения, направленных как на механическую, так и на биохимическую среду фолликулов. Кроме того, новый подход к визуализации может позволить ученым протестировать потенциальные лекарства и методы лечения живых фолликулов.
Биофизика предлагает новый взгляд на повседневную биологию
Исследование также выявило растущее влияние биофизики в современной биологии. Именно потому, что крошечные механические силы на микроскопическом уровне могут влиять на рост и поведение структур человеческого тела.