KAŻDY Z NAS MA W SOBIE TROCHĘ ZOMBIE – KOMÓRKI SENESCENTNE
O senescencji, czyli starzeniu komórkowym.
2/1/20204 min read
Głównym procesem wpływającym na starzenie się w organizmie jest senescencja, czyli starzenie komórkowe. Teoria starzenia komórkowego opiera się na uznaniu tzw. limitu Hayflicka. Już w latach 60. XX wieku naukowcy Hayflick i Moorhead zauważyli, że fibroblasty w hodowli laboratoryjnej dzielą się tylko określoną liczbę razy, a później następuje trwałe zatrzymanie cyklu komórkowego. Im bliżej osiągnięcia tej maksymalnej liczby podziałów (limitu Hayflicka), tym więcej można zauważyć oznak starzenia. Liczba podziałów zależy od rodzaju komórek i prawidłowość tę potwierdzono dla innych niż fibroblasty komórek (wyjątek stanowią komórki macierzyste i nowotworowe). Komórkami senescentnymi określa się komórki, które już nie ulegają podziałom, ale podlegają one jeszcze apoptozie (śmierci). Nazywa się je również komórkami zombie, ponieważ mimo że już się nie dzielą, są również daleko od śmierci.
Kiedy komórki stają się senescentne? Podstawowym mechanizmem jest skracanie telomerów. Telomery są to sekwencje DNA na końcach chromosomów, które chronią „kodujące DNA” podczas replikacji. Z każdym podziałem komórki, telomery skracają się, aż osiągną krytyczną długość i komórka przestaje się dzielić, aby nie uszkadzać DNA i staje się „komórką zombie”. Innym czynnikiem wpływającym na starzenie komórkowe jest duży stres oksydacyjny (narażenie na promieniowanie UV, zanieczyszczenia powietrza, dym papierosowy). Komórki senescentne mogą blokować międzykomórkowe szlaki sygnałowe, aby chronić się przed eliminacją, ale wydzielają również substancje sygnałowe (np. cytokiny), które propagują stan zapalny. Zazwyczaj komórki zombie są szybko usuwane przez układ odpornościowy, ale kiedy w wyniku długotrwałego stresu jest ich coraz więcej – akumulują się. Wytwarzane przez nie czynniki prozapalne przyspieszają procesy starzenia oraz przyczyniają się do przechodzenia sąsiednich zdrowych komórek w stan senescencji. Jak wygląda to w przypadku skóry? Dla keratynocytów w naskórku zjawisko senescnecji nie jest tak istotne (w pełni zróżnicowane komórki złuszczają się), ale dotyczy już fibroblastów w skórze właściwej. Wywoływane przez komórki zombie stany zapalne prowadzą do zaczerwienienia skóry i rozszerzania naczyń krwionośnych, degradowana jest macierz zewnątrzkomórkowa, przez co skóra traci elastyczność i gładkość. Na modelach in vitro udowodniono, że skóra z dużą ilością komórek senescentnych jest cieńsza i gorzej pełni swoje funkcje barierowe. Zwiększona obecność senescentnych melanocytów wiąże się z zwiększeniem ilości zmarszczek, pojawianiu się elastyny o morfologii związanej ze starzeniem się skóry. Niektórzy badacze postulują również, że to melanocyty-zombie oddziałują na keratynocyty w kierunku ich starzenia komórkowego. Na rysunku pokazano różnicę pomiędzy zdrową, młodą komórką (po lewej) a komórką senescentną (po prawej). Komórki senescentne są większe i bardziej płaskie, niż zdrowe, zwiększona jest sekrecja różnych czynników prozapalnych i enzymów, które degradują elementy macierzy zewnątrzkomórkowej, np. kolagenu.
W jaki sposób można eliminować komórki senescentne? Po pierwsze nie dopuścić do ich powstawania, czyli unikać przyczyn sprzyjających ich powstawaniu. Niestety nie jest to w pełni możliwe dla komórek skóry, które są cały czas narażone na czynniki stresujące, zarówno zewnętrzne (np. promieniowanie UV), jak i wewnętrzne. Inną opcją jest selektywna indukcja śmierci komórkowej (apoptozy). Takie podejście stosuje się przy komórkach senescentnych indukowanych w wyniku chemioterapii. Można również stymulować układ odpornościowy, aby usuwał komórki zombie, obecnie nie ma jednak sprawdzonych celowanych terapii opartych na tych mechanizmach. Wiele publikacji mówi również o blokowaniu SASP (ang. senescence-associated secretory phenotype), czyli fenotypu wydzielniczego związanego ze starzeniem komórkowym – czyli hamowaniu wydzielania przez komórki senescentne czynników prozapalnych. W badaniach in vitro wykazano takie działanie np. dla resweratrolu. A czy istnieją składniki kosmetyczne, które mogą zwalczać komórki senescentne?
Najnowszym sposobem walki z komórkami zombie są substancje senolityczne, które selektywnie eliminują komórki senescentne, bez szkodliwego oddziaływania na sąsiednie, zdrowe komórki. Przechodzą one wówczas apoptozę i są usuwane, w wyniku czego ich negatywne oddziaływanie na procesy starzenia jest redukowane. Jest to szeroko znane zagadnienie, ale do tej pory nie stosowano go w kosmetykach. Do czasu wprowadzenia surowca Alpine Rose Active z różanecznika alpejskiego (INCI: Rhododendron Ferrugineum Extract, Glycerin, Aqua), który wykazuje efekt senolityczny. W badaniach in vitro wykazano, że użycie tego składnika w stężeniu 1% powoduje zmniejszenie o ponad połowę komórek senscentnych , nie oddziałują na liczbę zdrowych fibroblastów. W badaniach in vivo pokazano, że po 28 dniach stosowania tego składnika w stężeniu 2%, elastyczność skóry wzrosła o ponad 16%, a zaczerwienienie zmniejszyło się o 8%.
Rynek surowców kosmetycznych to silnie innowacyjne miejsce, gdzie badania naukowe przekształca się w coraz nowsze, bardziej zaawansowane produkty.
Źródła:
Evaluation of senolytic interventions in skin ageing, dostęp 04.11.2020
Victorelli et al., Senescent human melanocytes drive skin ageing via paracrine telomere dysfunction, 2019, The EMBO Journal 38: e101982
Wang et al., Biomarkers of Cellular Senescence and Skin Aging, 2018, Front Genet., 9: 247
Miranowicz-Dzierżawska, Starzenie komórkowe (senescencja) i jego konsekwencje dla człowieka, 2015, Bezpieczeństwo Pracy, 4/2015
Alpine Rose Active Clearing “zombie cells” in the skin – materiały producenta