Forskare förstår ännu inte effekterna av åldrande på de cellulära processer som är involverade i hudläkning. Justin Crane, en biträdande professor i biologi vid Northeastern, och Wesley Wong, en fjärdeårs doktorand i Cranes labb, studerar dessa processer i åldrande möss för att öka nya anti-aging terapier för människor. Kredit:Matthew Modoono/Northeastern University
Om jag skär mig medan jag hackar grönsaker, cellerna i min hud skulle reparera den skadade vävnaden på dagar eller veckor, beroende på sårets svårighetsgrad. Stor eller liten, den skärningen skulle så småningom stängas eftersom det är min huds uppgift som den första försvarslinjen mot en omvärld full av infektioner och oönskade mikrober.
Men lika mycket som huden är ett skyddsorgan, det är också ett ungdomsorgan. Liksom andra celler i kroppen, hudcellernas förmåga att reparera sig själva minskar med åldern. Det är därför äldre människor är särskilt mottagliga för risker från öppna sår som läker långsamt – ibland för långsamt, eller inte alls.
Forskare har precis börjat förstå de cellulära processerna som leder till åldrande och långsam läkning i hudceller. Justin Crane, en biträdande professor i biologi vid Northeastern, leder ett labb som fokuserar på dessa processer. Nuvarande terapier, som inkluderar stimulerande celltillväxt och nya kompressionsförband, fortfarande inte kan hjälpa åldrande människor, han säger.
"Dessa strategier är något effektiva, men i åldrande hud, det finns mycket utrymme för förbättringar, " säger Crane. "Det finns fortfarande några defekter som vi tror är inneboende i dessa celler själva som inte åtgärdas."
I en studie publicerad i november, ett team av nordöstra forskare ledda av Crane beskrev en mekanism som förbättrar förmågan hos hudceller i åldrande möss att läka sår.
Teamet fann att låga doser av ett protein som kallas interleukin 15 förbättrade hudens förmåga att läka hos gamla möss genom att efterlikna några av anti-aging fördelarna med träning. I människokroppen, att proteinet är avgörande för processen att energisätta alla celler, och det finns i överflöd hos människor som tränar mer.
Hudläkning är en komplicerad process som involverar många rörliga delar. Den koordinerar meddelanden och signalering över olika typer av celler som åldras olika, organisera flera processer i sekvenser som måste utföras med smidig timing för att celler ska repareras.
Forskare förstår ännu inte effekterna av åldrande på alla typer av celler som är involverade i hudläkning, Crane säger, men att finna att en enda typ av protein kunde ta på sig den processen var oväntat. Det beror på att det skulle vara lätt att anta att en intrikat miljö som består av olika lager av celldynamik skulle behöva flera komponenter för att återställa hudens förmåga att läka.
"Det vi hittade är en ganska omfattande räddning, eller åtminstone ganska komplett med bara en faktor, " säger Crane. "Antingen stimulerar IL-15 flera andra processer att gå på ett slags domino-sätt - vilket är fullt möjligt - eller så är det bara en mycket potent aktivator av mycket viktiga vägar."
För att analysera rollen av interleukin 15-proteinet i åldrande och hudsårläkning, Crane och Wong använde prover av hudvävnad från åldrande möss och fann att proteinet efterliknade anti-aging fördelarna med träning. Kredit:Matthew Modoono/Northeastern University
2015, Crane upptäckte fördelarna med interleukin 15 hos människor medan han genomförde sin doktorandforskning vid McMaster University, i Hamilton, Ontario. Den studien antydde att i äldre mänskliga hudceller, träning spelade en nyckelroll för att öka mitokondriernas funktioner, organellerna i mänskliga och animaliska celler som är ansvariga för att generera energi.
Crane observerade minskade tecken på hudens åldrande hos personer som tränade ofta, identifiera högre nivåer av interleukin 15 än hos personer med mer stillasittande liv. Att testa proteinet i möss efterliknade också några av dessa anti-aging effekter.
"Vi fann att de egentligen var ganska parallella med alla förändringar som vi såg i huden när det gäller hur den försämras med åldern i livet, " säger Crane. "De blev omvända av träning, och de reverserades av IL-15 i samma utsträckning."
De nya testerna tar dessa fynd vidare och undersöker de inre mekanismerna hos hudceller som kan hjälpa proteinet att vända åldrandet och hjälpa det att reparera skador. I det långa loppet, att vända effekterna av åldrande kan innebära förbättrad hälsa för äldre patienter.
Crane säger att nästa steg skulle vara att börja hitta farmaceutiska läkemedel som efterliknar effekterna av interleukin 15. Eftersom proteinet redan har godkänts av U.S. Federal Drug Administration för cancerimmunterapi, en ny typ av behandling baserad på detta protein skulle kunna påskynda den år långa regulatoriska process som nya läkemedel måste klara innan de når patienter.
Det är mer troligt, Crane säger, eftersom forskare skulle kunna använda mycket lägre doser av interleukin 15 än det som används för cancerterapi.
"Snarare än om det var något slumpmässigt, oprövad ny molekyl som ingen har använt tidigare i en människokropp, vilket skulle göra det väldigt svårt, " han säger.
Efter experiment för att se hur effektivt det kan vara, behandlingen kan också rikta sig till andra typer av organ förutom hud, och förbättra sårläkning för diabetes och andra tillstånd som försämrar läkningen och utsätter patienter för allvarliga hälsoproblem.
"Andra forskare har visat att IL-15 verkar ha en sårläkningsförbättring även hos diabetiker, ", säger Crane. "Det finns en stor chans att detta kan drabba flera typer av organ i kroppen och vara väldigt allmänt fördelaktigt."