Czy przypadkowe odkrycie polskich naukowców pomoże nam skutecznie zabezpieczyć się przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego. Grupa badaczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego, pod kierunkiem prof. Marcina Majki przy okazji poszukiwań terapii choroby Parkinsona odkryła, że komórki macierzyste mogą różnicować się w taki sposób, że są zdolne do wytwarzania naturalnej melaniny. To barwnik, który odpowiada za kolor naszej skóry czy włosów. Chroni on DNA komórek skóry przed uszkodzeniem pod wpływem promieniowania UV. Dotychczasowe badania wskazują, że ten barwnik można wprowadzić do wnętrza skóry, odtwarzając niejako naturalny proces opalania. W ten sposób po jednorazowej aplikacji można by chronić się przed promieniowaniem słonecznym przez kilka dni, a nawet tygodni.
W rozmowie z Grzegorzem Jasińskim prof. Majka z Katedry Immunologii Klinicznej i Transplantologii Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Jagiellońskiego przyznaje, że po etapie badań laboratoryjnych jego grupa rozgląda się teraz za inwestorem, który mógłby sfinansować dalszy etap prac. Kluczowe znaczenie ma teraz ocena, na ile metoda może okazać się przydatna na większą skalę, czy koszty takiego preparatu byłyby dla odbiorców atrakcyjne. Co ważne, wytwarzana w taki sposób melanina mogłaby nie tylko chronić przed słońcem. Są nadzieje, że mogłaby też pomóc korygować np. objawy bielactwa, a jeśli potwierdzi się, że można ją wprowadzić do wnętrza włosa, pozwalałaby skutecznie radzić sobie z siwizną.
Grzegorz Jasiński: Z tego co rozumiem, państwa pomysł tak trochę chce wykorzystać mechanizmy, które do ochrony nas przed promieniowaniem UV stosuje sama natura?
Prof. Marcin Majka: Tak, dokładnie. Naszym pomysłem, a właściwie przypadkowym wynalazkiem, jest zastosowanie ludzkiej melaniny w celu przygotowania dermokosmetyków, które miałyby chronić osoby o jasnej karnacji czy osoby ze skłonnościami do oparzeń słonecznych. Służyłyby do ochrony ich skóry przed promieniowaniem UV. I tak naprawdę, jak powiedziałem na początku, jest to trochę przypadkowe odkrycie, bo my zajmowaliśmy się tak naprawdę chorobą Parkinsona. Chcieliśmy dla celów terapeutycznych zróżnicować komórki macierzyste, tak zwane indukowalne komórki pluripotencjalne do komórek produkujących dopaminę, czyli do neuronów dopaminergicznych. W czasie tego różnicowania przy stosowaniu własnego protokołu hodowli odkryliśmy, że komórki, które widzimy, zamiast przypominać neurony, zrobiły się czarne. Myśleliśmy na początku, że tak naprawdę te komórki obumierają i są do wyrzucenia. Okazało się, że to nie jest prawda, że to są żywe komórki tylko z jakiegoś powodu odkładają coś czarnego, co zmienia ich kolor. Na samym początku jeszcze myśleliśmy, że to jest neuromelanina, bo różnicowaliśmy do komórek dopaminergicznych, które są u nas w takim rejonie mózgu nazywanym substancją czarną i które naturalnie odkładają tam neuromelaninę. Więc myśleliśmy, że to neuromelanina. Ale po długich badaniach, również fizykochemicznych, okazało się, że to jest eumelanina, czyli barwnik, ten rodzaj melaniny, który występuje w naszej skórze.
On między innymi odpowiada za to, że się opalamy...
On jest tak naprawdę związany z opalaniem. Aczkolwiek jego rolą nie jest opalanie się, tylko chronienie naszych komórek a właściwie naszego DNA przed promieniowaniem UV. Dlatego, że melanina ma takie właściwości, że otacza w pewnym sensie jądro w komórkach skóry i neutralizuje bezpośredni atak promieniowania UV na nasze DNA. Gdyby tego nie było albo gdyby ochrona była za mała, a my za dużo korzystalibyśmy ze słońca, to wtedy może dochodzić do uszkodzeń DNA, pęknięć, czego następstwem mogą być mutacje, co z kolei prowadzi do raka skóry, głównie czerniaka.
Jeśli państwo już zyskali taką informację o tym, że te melaninę można w taki naturalny sposób pozyskać, to teraz jak można ją wprowadzić do organizmu do skóry, żeby chroniła?
Dzięki funduszom też z Uniwersytetu Jagiellońskiego, także z Centrum Transferu Technologii CITTRU, już od trzech, czterech lat pracujemy nad możliwością wdrożenia tego wynalazku, między innymi przez zwiększenie skali produkcji, ale również przez wykazanie, co się dzieje z tą melaniną, a właściwie z melanosomami. Ta melanina bowiem znajduje się właśnie w takich strukturach, zwanych melanosomami. Udało nam się wykazać, że ta melanina jest w stanie przenikać do głębszych warstw skóry, w przeciwieństwie do kremów, które my stosujemy na co dzień, które chronią nas przed promieniowaniem UV, które zawierają różnego rodzaju związki chemiczne. Te kremy nie wnikają, one zostają na powierzchni, mogą być zmyte. Przy czym to, że nie wnikają, jest celowe, jest dobre, ponieważ mogłyby wtedy, jako związki chemiczne, mieć negatywny wpływ na nasze komórki. Natomiast nasza melanina jest naturalna, więc to wnikanie jest jak najbardziej bezpieczne. Nie ma tutaj niebezpieczeństwa jakichś procesów nowotworowych, a dzięki temu że wnika w głąb skóry, nie jest zmywalna. Czyli jest taka możliwość, która oczywiście wymaga dalszych badań, że ten preparat po zastosowaniu na skórę, po wniknięciu do głębszych warstw skóry, będzie się utrzymywał przez kilka dni lub nawet tygodni. To będzie oczywiście wymagało dalszych ocen. Ale to by było w przeciwieństwie do tych kremów, używanych na co dzień, które tak naprawdę po każdym wejściu do wody czy założeniu ubrania, później musimy go ponownie aplikować. To jest szczególnie istotne również w niektórych miejscach na świecie m.in. tam gdzie są rafy koralowe. Tam jest zakaz stosowania kremów ze związkami chemicznymi ponieważ one zmywając się do wody uszkadzają tę rafę, są dla niej po prostu niebezpieczne. Osoby, które tam przebywają, tak naprawdę nie mają możliwości chronienia się przed promieniowaniem UV. Mogą jedynie nosić pewnego rodzaju stroje do pływania.
Czy ten preparat, o którym państwo mówicie, byłby też samoopalaczem, to znaczy widać go byłoby na skórze? Po prostu mielibyśmy od razu taką opaleniznę przed urlopem?
To jest bardzo dobre pytanie i odpowiedź jest, że tak, ponieważ ta melanina jest dokładnie tym samym związkiem, który występuje w naszej skórze, jak się opalamy. Czyli w zależności od ilości zastosowanego preparatu, czy ilości tej melaniny w tym preparacie, będziemy mogli mieć jaśniejszy lub ciemniejszy kolor skóry. Oprócz tego, że będzie to mogło służyć jako samoopalacz, to teoretycznie - bo takich badań jeszcze nie prowadziliśmy - jest możliwe również farbowanie włosów, ponieważ w naszych włosach również znajdują się barwniki, które nadają im kolor. Potencjalnie, gdyby melaninę udało się w jakiś sposób wprowadzić do wnętrza włosa, to również osoby, które mają siwe włosy, być może mogłyby odzyskać swój dawny kolor lub nawet stać się brunetami. Tak pół żartem pół serio.
O jakich kosztach mówimy? Bo wszędzie gdzie mówi się na razie o terapiach wykorzystujących komórki macierzyste koszty przygotowania, prac są olbrzymie. Na ile te koszty w przypadku państwa metody byłyby do przyjęcia?
My bezpośrednio nie będziemy wykorzystywać komórek macierzystych, dlatego że one są tylko na samym początku wytwarzania, potem one są różnicowane już w te komórki produkujące melaninę.
I te komórki potem mogłyby być już namnażane bezpośrednio?
Tak naprawdę w największej skali my namnażamy komórki pośrednie, czyli nie komórki macierzyste tylko już komórki bardziej wyróżnicowane. Oczywiście my byśmy też tych komórek nie aplikowali. Ideą jest aplikowanie czy mieszanie z tym kremem już samej wyizolowanej melaniny, np. w postaci melanosomów. Cały czas pracujemy nad zwiększaniem zdolności tych komórek do produkcji melaniny. I tak naprawdę z tego powodu również szukamy kogoś, kto byłby zainteresowany tym naszym pomysłem, żebyśmy mogli tak naprawdę to ocenić. Czyli potrzebujemy funduszy na to, żeby odpowiedzieć na pana pytanie, żeby umożliwić wytworzenie w większej skali prototypu tego preparatu i na tej podstawie ocenić, jaki byłby koszt wytwarzania. I czy byłby on de facto akceptowalny przez społeczeństwo do codziennego wykorzystania.
Jak państwo sądzicie, w jaki sposób ta mieszanina mogłaby być aplikowana? Czy to też byłby jakiś rodzaj kremu, płynu, sprayu? Czy są jakieś podejrzenia, jak to mogłoby być najbardziej skuteczne?
Na pewno zależałoby nam na tym, żeby sposób podawania zwiększał zdolność penetracji. Czyli mogłyby to być pewnego rodzaju kremy, które zawierają pewne substancje, na przykład hialuronian, które mogłyby zwiększyć możliwość wnikania tej melaniny w głąb skóry. Ale czy to będzie krem, czy to będzie w postaci płynu, czy nawet jakiś natrysków, to dziś ciężko jest jeszcze odpowiedzieć.
Proszę mi powiedzieć, czy poza medycznymi - bo tak naprawdę ochrona przed promieniowaniem UV jest ochroną przed chorobami, przed nowotworami - jeszcze jakieś kosmetyczne zastosowania przychodzą państwu do głowy?
Tak naprawdę, to jedno idzie w parze z drugim. Teoretycznie myśleliśmy również o wykorzystaniu w bielactwie, czyli u osób którym z kolei brakuje pigmentu w niektórych rejonach, żeby pokryć, czy przykryć te miejsca, gdzie nie dochodzi do tej pigmentyzacji. Tutaj w pewnym sensie mamy to połączone. Taki dermokosmetyk może więc działać ochronnie, może niwelować tego rodzaju przebarwienia, daje też możliwość uzyskania opalenizny np. w okresie zimowym bez potrzeby chodzenia do solarium, które - jak wiemy - również może być niebezpieczne. Co więcej, jeżeli dałoby się to zastosować np. do farbowania włosów, to również jest bardziej zastosowanie kosmetyczne niż medyczne.
Czy lepsze zrozumienie mechanizmów, które rządzą powstawaniem melaniny w organizmie, w jakiś sposób też może się przyczynić do zrozumienia mechanizmów nowotworowych, mechanizmu czerniaka, czy innych chorób skóry?
Wszelka wiedza, która pozwala nam zrozumieć jak komórki różnicują, w jaki sposób funkcjonują, może przyczynić się do tego, żebyśmy lepiej rozumieli również same komórki nowotworowe. Natomiast w tym przypadku, tak naprawdę, my tę część bezpośrednich badań już zakończyliśmy. Tym, co w tym momencie próbujemy zrobić, to bardziej zająć się tą stroną wdrożenia i - już później - zastosowania. Natomiast na pewno we współpracy np. z ośrodkami, które chciałyby skorzystać z tej naszej metody, również do badań bezpośrednio nad procesem np. tworzenia się czerniaków, można byłoby się tym zainteresować.
