Tutkimus: hiustenlähtöä voitaneen ehkäistä kantasolujen aineenvaihduntaa säätelemällä

13.10.2020
Helsingin yliopiston apulaisprofessorin Sara Wickströmin johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on tunnistanut hiustenlähtöä todennäköisesti estävän mekanismin.

Karvatupen kantasolut, jotka edistävät hiustenkasvua, voivat pidentää ikäänsä muuttamalla aineenvaihduntaansa. Helsingissä ja Saksan Kölnissä työskentelevä tutkimusryhmä on osoittanut hiirillä tehdyissä tutkimuksissa, että rictor-nimisellä proteiinilla, on ratkaiseva rooli tässä prosessissa.

Tutkimus on julkaistu Cell Metabolism -tiedejulkaisussa.

Uutta tietoa kantasoluja säätelevistä mekanismeista

Ultraviolettisäteily ja muut ympäristötekijät vaurioittavat päivittäin kudoksiamme kuten ihoa. Keho poistaa ja uusii vaurioituneita kudoksia jatkuvasti. Ihmisestä irtoaa päivässä keskimäärin 500 miljoonaa solua ja karvoja, jotka painavat yhteensä 1,5 grammaa.

Kudosten kasvua edistävät, erikoistuneet kantasolut korvaavat kuolleen aineksen. Kudosten toiminta on riippuvainen tällaisten kantasolujen aktiivisuudesta ja terveydestä, sillä niiden toiminnan heikkeneminen johtaa kudosten ikääntymiseen.

– Kantasolujen ratkaisevan tärkeä rooli ikääntymisessä on jo selvitetty, mutta näiden solujen ylläpitoa sääteleviä mekanismeja tunnetaan huonosti. Ihon karvatuppi sopii täydellisesti näiden mekanismien tutkimiseen, koska sen toiminta tunnetaan hyvin ja sen kantasolut ovat helposti tunnistettavia, Sara Wickström kertoo.

Hiustenlähdön taustalla kantasolujen aineenvaihdunnallisen joustavuuden väheneminen

Jokaisen karvatupen uusiutumiskierron lopussa, jolloin uusi karva syntyy, kantasolut palaavat omalle paikalleen ja jakautumattomaan tilaan. Tuoreen tutkimuksen tärkein löydös on se, että tämä kantasolutilaan palautuminen edellyttää muutosta solun aineenvaihdunnassa. Se siirtyy glutamiiniin perustuvasta aineenvaihdunnasta ja soluhengityksestä glukoosin pilkkomiseen.

Muutoksen käynnistävät rictor-proteiinin viestintä ja kudoksen matala happipitoisuus. Vastaavasti Rictor-proteiinin puuttuminen heikensi kantasolun palautuvuutta ja sai aikaan kantasolujen hitaan hiipumisen sekä ikääntymisestä johtuvan hiustenlähdön.

Tutkimusryhmän jäsenet loivat geneettisen hiirimallin tutkiakseen rictor-proteiinin toimintaa ja havaitsivat, että hiirissä joilta puuttui rictor-proteiini, karvatuppien uusiutuminen ja kierto hidastui huomattavasti. Ikääntyvien, rictor-puutoksesta kärsivien hiirien karva alkoi lähteä ja kantasolumäärä pienentyä.

Aihioita hiustenlähdön lääkehoidon kehittämiselle

Jatkotutkimuksilla voidaan selvittää, miten näitä prekliinisiä tuloksia voitaisiin hyödyntää ihmisen kantasolubiologiassa ja mahdollisesti myös lääkehoidoissa, joilla suojeltaisiin karvatuppia ikääntymiseltä. Tämä tarkoittaisi, että tutkimuksessa havaittuja mekanismeja voitaisiin mahdollisesti hyödyntää hiustenlähdön estämiseen.

– Meitä innostaa erityisesti havainto, että glutaminaasin estäjällä voitiin palauttaa rictor-puutoksesta kärsivien hiirten kantasolutoiminta. Se todistaa oikeaksi periaatteen, jonka mukaan aineenvaihduntaan vaikuttamalla saatetaan voida tehostaa kudosten uusiutumiskykyä huomattavasti, Wickström iloitsee.

Lisätietoja:

Sara Wickström, LT, apulaisprofessori, Helsinki Institute of Life Science -tutkimuskeskus, Helsingin yliopisto; tutkimusryhmänjohtaja, Max Planck -instituutti
Puh. 02941 25640
Sähköposti: sara.wickstrom@helsinki.fi

Viite: Christine S. Kim, Xiaolei Ding, Kira Allmeroth, Leah C. Biggs, Olivia I. Kolenc, Nina L’Hoest, Carlos Andrés Chacón-Martínez, Christian Edlich-Muth, Patrick Giavalisco, Kyle P. Quinn, Martin S. Denzel, Sabine A. Eming, Sara A. Wickström. Glutamine Metabolism Controls Stem Cell Fate Reversibility and Long-Term Maintenance in the Hair Follicle’ in Cell Metabolism. DOI: 10.1016/j.cmet.2020.08.011