Παρατηρήσατε ποτέ πώς μια τομή στο στόμα επουλώνεται πολύ πιο γρήγορα από ένα κόψιμο στο δέρμα; Ο ιστός του στόματος επιδιορθώνεται περίπου δύο φορές πιο γρήγορα από το δέρμα και με μειωμένο σχηματισμό ουλών. Ένας λόγος μπορεί να οφείλεται στα χαρακτηριστικά των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων των ούλων ή των GMSC, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν μια ποικιλία τύπων κυττάρων.
“Αυτή η μελέτη αντιπροσωπεύει τη σύγκλιση μερικών διαφορετικών οδών που έχουμε εξερευνήσει”, λέει ο Songtao Shi, πρόεδρος και καθηγητής του Τμήματος Ανατομίας και Κυτταρικής Βιολογίας του Penn Dental Medicine και ανώτερος συγγραφέας στη μελέτη. «Πρώτον, γνωρίζουμε ως οδοντίατροι ότι η διαδικασία επούλωσης είναι διαφορετική στο στόμα. Είναι πολύ πιο γρήγορη από ό, τι στο δέρμα. Δεύτερον, ανακαλύψαμε το 2009 ότι το ούλο περιέχει μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα και Τρίτον, γνωρίζουμε ότι τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα απελευθερώνουν πολλές πρωτεΐνες. Έτσι εδώ αναρωτηθήκαμε : Πώς απελευθερώνουν όλα αυτά τα υλικά τα μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα και επιταχύνονται στην επούλωση πληγών στους βλεννογονικούς ιστούς; Η μελέτη αυτή εμφανίζεται στο περιοδικό Science Translational Medicine .
Ο Xiaoxing Kou, ένας επισκέπτης μελετητής στο Penn Dental Medicine, ήταν ο πρώτος συγγραφέας του έργου. Ο Shi και ο Kou συνεργάστηκαν με τους συναδέλφους Chider Chen και Anh Le από την Penn Dental Medicine καθώς και τον Yanheng Zhou από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου Xingtian Xu από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες Claudio Giraudo και Maria L. Sanmillan από το Παιδικό Νοσοκομείο της Φιλαδέλφειας, και ο Tao Cai από το Εθνικό Ινστιτούτο Οδοντικής και Κρανιοφυσικής Έρευνας.
Από προηγούμενες εργασίες της ομάδας Shi και άλλων, ήταν σαφές ότι τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα εκτελούν πολλές από τις λειτουργίες τους με απελευθέρωση σηματοδοτικών μορίων σε εξωκυτταρικά κυστίδια. Έτσι, για να καταλάβουμε τι διακρίνει τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα στα ούλα από εκείνα του δέρματος, η ομάδα με επικεφαλής τον Penn ξεκίνησε συγκρίνοντας αυτά τα εξωκυτταρικά κυστίδια μεταξύ των δύο τύπων. Διαπίστωσαν ότι τα GMSC περιείχαν περισσότερες πρωτεΐνες συνολικά, συμπεριλαμβανομένης της IL-1RA, η οποία αναστέλλει τη φλεγμονή, η οποία εμποδίζει μια προφλεγμονώδη κυτοκίνη. Η IL-1RA συμβαίνει επίσης να χρησιμοποιείται ως θεραπεία για τη θεραπεία ρευματοειδών αρθρώσεων, μιας φλεγμονώδους κατάστασης.
Στη συνέχεια, η ομάδα πραγματοποίησε μεγέθυνση για να εξετάσει τι μπορεί να ελέγχει την απελευθέρωση της IL-1RA και άλλων κυτοκινών. Επικεντρώθηκαν στην πρωτεΐνη Fas, η οποία είχαν συνδεθεί νωρίτερα με την ανοσολογική ρύθμιση. Διαπίστωσαν ότι στα MSC των ούλων είχαν περισσότερα Fas από τα MSCs του δέρματος και ότι ποντίκια με έλλειψη Fas είχαν μειωμένη IL-1RA καθώς και μειωμένη έκκριση IL-1RA.
Περαιτέρω μοριακή ανίχνευση αποκάλυψε ότι το Fas σχημάτισε ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών με Fap-1 και Cav-1 για να ενεργοποιήσει την απελευθέρωση μικρών εξωκυτταρικών κυστιδίων. Για να αναγνωρίσουν τη σύνδεση με επούλωση τραυμάτων, εξέτασαν ιστό τραύματος και διαπίστωσαν ότι η IL-1RA αυξήθηκε σε GMSC γύρω από τα περιθώρια των τραυμάτων. Τα ποντίκια που δεν είχαν IL-1RA ή στα οποία η πρωτεΐνη παρεμποδίστηκε χρειάστηκαν περισσότερο για να επουλωθούν οι ουλικές πληγές.