Синтетический меланин наносится на воспаленную кожу. Прямо под поверхностью кожи находятся зеленые свободные радикалы, также известные как АФК, или «активные формы кислорода».
Представьте себе крем для кожи, который заживляет повреждения, возникающие в течение дня, когда ваша кожа подвергается воздействию солнечного света или токсинов окружающей среды. Таков потенциал синтетического биомиметического меланина, разработанного учеными Северо-Западного университета.
В новом исследовании ученые показывают, что их синтетический меланин, имитирующий естественный меланин в коже человека, можно наносить местно на поврежденную кожу, где он ускоряет заживление ран. Эти эффекты происходят как в самой коже, так и системно в организме.
По словам ученых, при нанесении в крем синтетический меланин может защитить кожу от воздействия солнца и заживить кожу, поврежденную солнцем или химическими ожогами. Технология работает путем удаления свободных радикалов, которые образуются на поврежденной коже, например, при солнечном ожоге. Если не контролировать активность свободных радикалов, она повреждает клетки и в конечном итоге может привести к старению кожи и раку кожи .
Исследование под названием «Местное применение синтетического меланина способствует восстановлению тканей» опубликовано 2 ноября в журнале npj Regenerative Medicine.
Меланин у людей и животных обеспечивает пигментацию кожи, глаз и волос. Вещество защищает ваши клетки от повреждения солнечными лучами за счет усиления пигментации в ответ на солнечный свет — процесса, обычно называемого загаром. Тот же самый пигмент в вашей коже также естественным образом удаляет свободные радикалы в ответ на вредное загрязнение окружающей среды из промышленных источников и выхлопных газов автомобилей.
Воспаленная кожа показывает свободные радикалы (зеленые) внутри кожи. АФК — это «активные формы кислорода» или свободные радикалы.
«Люди не думают о своей повседневной жизни как о травме своей кожи», — сказал соавтор доктор Курт Лу, профессор дерматологии Юджина и Глории Бауэр в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета и дерматолог Северо-Западной медицины.
«Если вы каждый день ходите под солнцем с непокрытым лицом, вы страдаете от слабой постоянной бомбардировки ультрафиолетовым светом. Ситуация ухудшается в пиковые полуденные часы и в летний сезон. Мы знаем, что кожа, подвергающаяся воздействию солнца, стареет по сравнению с кожей, защищенной одеждой? который не так сильно показывает возраст».
Кожа также стареет из-за хронологического старения и внешних факторов окружающей среды, включая загрязнение окружающей среды.
«Все эти повреждения кожи приводят к образованию свободных радикалов, которые вызывают воспаление и разрушают коллаген», — сказал Лу. «Это одна из причин, почему пожилая кожа сильно отличается от молодой».
Когда ученые создали синтетические наночастицы, модифицированные меланином, они модифицировали структуру меланина, чтобы он имел более высокую способность улавливать свободные радикалы.
«Синтетический меланин способен поглощать больше радикалов на грамм по сравнению с человеческим меланином», — сказал соавтор Натан Джаннески, профессор химии, материаловедения и инженерии Джейкоба и Розалины Кон, биомедицинской инженерии и фармакологии в Северо-Западном университете. «Это похоже на супермеланин. Он биосовместим, разлагается, нетоксичен и прозрачен при втирании в кожу. В наших исследованиях он действует как эффективная губка, удаляя повреждающие факторы и защищая кожу».
После нанесения на кожу меланин остается на поверхности и не впитывается в нижние слои.
«Синтетический меланин стабилизирует и направляет кожу на путь заживления, который мы видим, как в верхних слоях, так и по всему телу», — сказал Джаннески.
Содержание
Переход к новой теории
Ученые, изучающие меланин почти 10 лет, впервые протестировали свой синтетический меланин в качестве солнцезащитного крема.
«Он защищал кожу и клетки кожи от повреждений», — сказал Джаннески. «Затем мы задались вопросом, можно ли применять синтетический меланин, который в первую очередь поглощает радикалы, местно после повреждения кожи и оказывать на нее заживляющее воздействие. Оказывается, он работает именно таким образом».
Лу предполагает, что крем с синтетическим меланином будет использоваться в качестве усилителя солнцезащитного крема для дополнительной защиты и в качестве усилителя увлажняющего крема для восстановления кожи.
«Вы можете надеть его перед выходом на солнце и после него», — сказал Лу. «В обоих случаях мы показали уменьшение повреждений и воспалений кожи. Вы одновременно защищаете кожу и восстанавливаете ее. Это непрерывное восстановление».
По словам Лу, крем также потенциально можно использовать при волдырях и открытых язвах.
Воспаленная кожа показывает свободные радикалы (зеленые) внутри кожи. АФК — это «активные формы кислорода» или свободные радикалы.
Крем для местного применения успокаивает иммунную систему.
Джаннески и Лу обнаружили, что синтетический крем с меланином, поглощая свободные радикалы после травмы, успокаивает иммунную систему. Роговой слой, внешний слой зрелых клеток кожи, сообщается с расположенным ниже эпидермисом. Это поверхностный слой, принимающий сигналы от тела и из внешнего мира. Успокаивая разрушительное воспаление на этой поверхности, организм может начать лечиться, а не становиться еще более воспаленным.
«Эпидермис и верхние слои связаны со всем телом», — сказал Лу. «Это означает, что стабилизация этих верхних слоев может привести к процессу активного заживления».
Как проходил эксперимент
Ученые использовали химическое вещество, чтобы вызвать образование волдырей на образце ткани кожи человека в чашке. Волдыри проявлялись как отделение верхних слоев кожи друг от друга.
«Он был очень воспалён, как реакция на ядовитый плющ», — сказал Лу.
Они подождали несколько часов, а затем нанесли крем с меланином местного действия на поврежденную кожу. В течение первых нескольких дней крем способствовал иммунному ответу, сначала помогая собственным ферментам кожи, улавливающим радикалы, восстановиться, а затем останавливая выработку воспалительных белков. Это положило начало каскаду реакций, в ходе которых они наблюдали значительное увеличение скорости заживления. Это включало сохранение здоровых слоев кожи под ними. В образцах, не обработанных кремом с меланином, образование пузырей сохранялось.
«Лечение приводит кожу к циклу заживления и восстановления, управляемому иммунной системой», — сказал Лу.
Кожа после обработки синтетическим меланином теперь восстановлена. воспаленная кожа
Меланин может защитить людей от токсинов, включая нервно-паралитический газ
Исследование Джаннески и Лу включало рассмотрение меланина как красителя для одежды, который также может действовать как поглотитель токсинов из окружающей среды, особенно нервно-паралитического газа. Они показали, что с помощью меланина можно покрасить военную форму в черный цвет и что она будет поглощать нервно-паралитический газ.
Меланин также поглощает тяжелые металлы и токсины.
«Хотя он может действовать таким образом естественным образом, мы разработали его так, чтобы оптимизировать поглощение этих токсичных молекул с помощью нашей синтетической версии», — сказал Джаннески.
Ученые проводят клинический перевод и испытания эффективности синтетического крема с меланином. На первом этапе ученые недавно завершили исследование, показавшее, что синтетические меланины не раздражают кожу человека.
Учитывая их наблюдения, что меланин защищает биологические ткани от излучения высокой энергии, они предполагают, что это может быть эффективным средством лечения ожогов кожи от радиационного воздействия.
Кроме того, многообещающая работа вполне может предоставить варианты лечения онкологических больных в будущем, проходящих лучевую терапию.
