Изследователи от отдел “Растителна клетъчна биотехнология” към Център по растителна системна биология и биотехнология (ЦРСББ), съвместно с лаборатория по Метаболомика при Българска академия на науките (БАН), разработиха иновативен за България 3D модел на човешки епидермис, с цел проучвания в областта на медицината и фармацевтичната индустрия. Разработката включва прилагането на специализирани техники за възпроизвеждане на сложната физиологична структура и защитна функция на човешкия епидермис.
Експерименталният епидермален прототип пресъздава най-външния слой на човешката кожа, която е най-големият орган в човешкото тяло. Дебелината на човешкия епидермис е от порядъка на 50 - 100 µm, като тя се изменя с процесите на стареене или други фактори, които отслабват дермо-епидермалните взаимовръзки. Дермата е вътрешният дермален слой, който спомага за образуването на колаген и еластин, заедно с епидермиса. Епидермисът е изграден от кератиноцитни епителни клетки, които основно продуцират кератини, формирайки защитна бариера, както и меланоцитни клетки, които осигуряват пигментацията на кожата. Кератиноцитите имат способността да се диференцират и да мигрират, като по този начин формират пет стратифицирани (вертикално структурирани) слоя. Всеки от тези слоеве участва в поддържането на клетъчния имунитет и хомеостазата (способността на живите организми да поддържат динамично равновесие във вътрешната си среда).
Създаденият от учените модел възпроизвежда формирането на стратифицирани епидермални слоеве, посредством обезсмъртени кератиноцити върху 3D поликарбонатна матрица, поставена в условия на границата между въздушно-течно култивиране. Тази матрица е проектирана със специфична порьозност с цел оптималното прикрепяне, растеж и диференциация на кератиноцитите в многопластовата структура. По повърхността на матрицата прецизно се посяват обезсмъртени кератиноцити с цел образуването на сливащ се епидермален слой.
Моделът дава възможност на изследователите да провеждат високотехнологични клинични проучвания за тестване на биологичните ефекти и пропускливостта на лекарства и козметични формулировки, като минимизират използването на животни в научните експерименти. В момента върху разработения модел учените в ЦРСББ и БАН извършват изследвания, свързани с фотостареенето на кожата, причинено от UVA и UVB лъчите и постигането на слънцезащитна превенция с натурални продукти.
“Световният пазар на фотопротективни продукти възлиза на близо 10 млрд. евро на година. Голяма част от тях са базирани на основната съставка титанов диоксид, който в бъдеще ще бъде ограничен за употреба върху човешката кожа. Затова световна тенденция в момента е търсенето на природни алтернативи за създаване на фотозащитни продукти с цел предпазване на кожата от стареене”, изтъква проф. д-р Милен Георгиев, ръководител на научната разработка и на отдел “Растителна клетъчна биотехнология” в ЦРСББ.
Изследователите в ЦРСББ и БАН имплементират иновативния епидермален модел в проучванията си и демонстрират условия на стареене на кожата, използвайки уникална за България UV камера, която възпроизвежда целия спектър от UV лъчи. Това им позволява да изследват изолирани от лечебни растения растителни вещества върху новосъздадения прототип и да проучват тяхното влияние върху процеса на фотостареене. Вече има идентифицирани няколко природни вещества от ендемични за България растения (като Родопския силивряк и др.), които проявяват високи фотозащитни свойства и имат значителен потенциал за предпазване от UV индуцирано стареене на кожата. Предстои тези открития да бъдат патентовани за производство на органични слънцезащитни продукти с антистареещ ефект.