Проблема выпадения волос преследует человечество всю его историю. Современная медицина предлагает ряд решений — от лекарственных препаратов, замедляющих процесс, до гормональных терапий и операций по пересадке волосяных фолликулов. Многие методы борются не с причиной, а со следствием, и их эффективность сильно варьируется от человека к человеку. В последние годы научное сообщество активно ищет принципиально новые подходы, пытаясь понять фундаментальные биологические механизмы, управляющие жизненным циклом волоса.

Особый интерес для исследователей представляют стволовые клетки волосяных фолликулов и их микроокружение. Волосы растут циклически, проходя фазы активного роста, покоя и выпадения. Чтобы волос рос, стволовые клетки фолликула должны «проснуться» и начать делиться. 

Ученые давно подозревали, что ключевую роль в этом «пробуждении» играют сигналы из окружающих тканей, в том числе от адипоцитов — клеток, из которых в основном состоит жировая ткань. 

Однако точный механизм такого взаимодействия оставался загадкой. Прорыв произошел, когда группа ученых под руководством профессора медицины Сун-Джана Лина (Sung-Jan Lin) из Национального университета Тайваня совершенно случайно обратила внимание на странный побочный эффект при эксперименте с кожным раздражением у мышей.

Раны у людей заживают медленнее, чем у других млекопитающих

Случайный порез на пальце заживает неделю. Глубокая царапина у шимпанзе исчезает за два дня. Дикие бабуины восстанавливаются после ран так быстро, будто обладают суперсилой. Но человек, в отличие от своих родственников, вынужден мириться с медленным заживлением. Ученые нашли причину этой аномалии — и она связана с древней эволюционной сделкой, которую «‎заключили» наши предки.

В 2022 году Лин и его коллеги проводили рутинный эксперимент на мышах и заметили любопытную деталь. После того как у грызунов искусственно вызывали раздражение кожи, похожее на экзему, размер жировых клеток под кожей в этом месте стремительно уменьшался. Вслед за этим следовала не менее стремительная регенерация волосяного покрова. 

Ученые выдвинули смелую гипотезу — адипоциты не просто пассивно присутствуют в коже, а активно участвуют в росте волос, поставляя необходимые для этого ресурсы. Они предположили, что в ответ на раздражение жировые клетки запускают процесс липолиза, высвобождая жирные кислоты, которые становятся топливом для стволовых клеток волосяных фолликулов.

Чтобы проверить свою догадку, исследователи поставили новый эксперимент. Они побрили мышей и нанесли раздражающее химическое соединение на отдельные участки их спинок, искусственно вызвав локальную экзему. Результат не заставил себя ждать. 

Уже через десять дней волосяные фолликулы на обработанных участках перешли в фазу активного роста, в то время как на зонах, не подвергшихся раздражению, изменений не произошло. Та же ситуация наблюдалась и в контрольной группе — у побритых мышей без экземы рост волос шел своим обычным, медленным темпом.

Ученые оживили ткани мозга мыши после недели глубокой заморозки

Срезы мозга мыши, замороженные при температуре минус 150 градусов Цельсия, восстановили почти нормальную электрическую активность после разморозки. Успех эксперимента открывает дорогу к технологиям, которые однажды могут позволить замораживать и оживлять целые органы — или даже отправлять людей в анабиоз для межзвездных путешествий.

Углубившись в изучение клеточных процессов, ученые раскрыли всю цепочку событий. Оказалось, что раздражение кожи привлекало клетки иммунной системы — макрофаги. Эти «клетки-уборщики» мигрировали в подкожный жировой слой. Их присутствие служило сигналом для адипоцитов. Жировые клетки начинали активно высвобождать жирные кислоты. Эти молекулы поглощались стволовыми клетками волосяных фолликулов. 

Получив мощный энергетический ресурс, стволовые клетки начинали производить больше митохондрий — своих собственных «энергостанций». Этот приток энергии и запускал процесс деления и дифференцировки, приводящий к росту нового волоса. Описанный механизм хорошо объясняет и другие известные феномены, например, почему массовое выщипывание волос на небольшом участке может стимулировать активный рост новых.

Следующим шагом стал вопрос — можно ли обойтись без неприятной и вредной для кожи стадии раздражения? Ученые решили выяснить, сработают ли сами жирные кислоты, если доставить их к фолликулам искусственно. 

Ученые создали специальные сыворотки на спиртовой основе (очень низкая концентрация), в которые добавили разные типы жирных кислот. Эти составы наносили на кожу побритых мышей, не вызывая предварительного раздражения. Результаты снова оказались впечатляющими, но с важной оговоркой. 

«Мы выяснили, что только мононенасыщенные жирные кислоты — такие, как олеиновая и пальмитолеиновая, эффективно стимулируют регенерацию волос при местном применении», — объяснил Лин.

Лекарство от астмы предотвратило опасные для жизни аллергические реакции

Одна доза известного лекарства от астмы остановила тяжелые аллергические реакции у мышей, заблокировав попадание пищевых аллергенов в кровь. Препарат защитил грызунов от внезапного анафилактического шока — реакции, способной убить за считанные минуты.

Эффект был настолько выраженным, что исследователи оформили патент на свою сыворотку. Но мыши — не люди. Чтобы проверить перспективы метода, команда провела тесты на человеческих волосяных фолликулах, выращенных в лабораторных условиях. Результаты оказались обнадеживающими — сыворотка сработала и там. Теперь ученые планируют следующий этап — клинические испытания на добровольцах для определения оптимальной и безопасной дозировки для кожи головы человека.

Отметим, поскольку олеиновая и пальмитолеиновая кислоты — природные соединения, встречающиеся в тканях человека и в растительных маслах, это обнадеживает; однако их безопасность при местном применении должна быть подтверждена клиническими испытаниями.

Научная работа опубликована в журнале Cell Metabolism.