Komórki macierzyste i ich zastosowanie w kosmetykach

Spośród wszystkich komórek organizmu, komórki macierzyste wykazują wyjątkowe właściwości. Zdolne są do niemal nieograniczonego podziału, jak i różnicowania się w wyspecjalizowane typy komórek. W ostatnich latach ich roślinne odpowiedniki zdobyły dużą popularność w dziedzinie kosmetologii w tworzeniu innowacyjnych kosmetyków o działaniu przeciwstarzeniowym. Przyjrzyjmy się bliżej roli tych niezwykłych komórek i sprawdźmy, czym różnią się od tych obecnych w naszym organizmie oraz czy ich stosowanie jest bezpieczne?

Większość produktów kosmetycznych, zawierających w swoim składzie roślinne komórki macierzyste, w rzeczywistości zawiera ekstrakty lub wyciągi z tych komórek o cennych właściwościach i działaniu m.in.: antyoksydacyjnym, przeciwstarzeniowym oraz pobudzającym regenerację skóry. To sprawia, że takie kosmetyki zalecane są w celu poprawy jędrności i elastyczności skóry, regeneracji zmarszczek, stymulują produkcję kolagenu, a nawet mogą spowalniać procesy starzenia się skóry. Jaką rolę odgrywają komórki macierzyste w organizmach żywych?

Rola komórek macierzystych

Spośród około 30 bilionów komórek w naszym ciele, komórki macierzyste stanowią zaledwie 0,2%. Jako podstawowe jednostki budulcowe odpowiadają za rozwój i regenerację wszystkich istot żywych. Już jedna taka komórka jest w stanie wytworzyć miliony nowych. Odgrywają kluczową rolę zarówno podczas rozwoju embrionalnego, jak i w procesach regeneracyjnych i naprawczych w dojrzałych organizmach. W dorosłych organizmach obecne są w różnych tkankach, takich jak szpik kostny, skóra, mięśnie i narządy wewnętrzne. Mają dwie specjalne zdolności:

• potrafią dzielić i tworzyć dokładne kopie samych siebie,
• mogą specjalizować się w określonym typie komórek, aby tworzyć lub naprawiać tkanki.

Zatem podstawową rolą komórek macierzystych jest zwiększanie ich puli oraz gotowość do różnicowania w celu spełniania określonych zadań. Ze względu na możliwe funkcje, jakie mogą pełnić, dzielimy je na ^1,2:

• totipotencjalne – zdolne do przekształcenia w dowolny typ komórki organizmu,
• pluripotencjalne – mogą przekształcać się w każdy typ komórek dorosłego organizmu z wyjątkiem pozazarodkowych strukturalnych,
• multipotentne – mogą różnicować się w kilka różnych typów komórek o podobnych właściwościach,
• unipotentne – mogą różnicować się tylko w jeden typ komórek.

W zależności od organizmu, w którym występują, możemy podzielić je na roślinne lub zwierzęce. Ludzkie komórki macierzyste istnieją zarówno w narządach zarodka, jak i u dorosłych. W organizmach embrionalnych są niezbędne do właściwego rozwoju zarodka. Odpowiadają za tworzenie wszystkich rodzajów komórek od skóry i tkanek miękkich po narządy wewnętrzne i układ nerwowy.Komórki macierzyste embrionalne mają zdolność do nieograniczonej proliferacji i różnicowania się, co czyni je niezwykle wartościowymi w badaniach naukowych i potencjalnych zastosowaniach terapeutycznych.

W dorosłych organizmach, komórki macierzyste odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy i regeneracji tkanek. Są obecne w różnych tkankach, takich jak szpik kostny, skóra, mięśnie, czy wątroba. Na przykład, w szpiku kostnym odpowiadają za produkcję nowych krwinek, podczas gdy w skórze przyczyniają się do odnowy naskórka. Należą do nich między innymi komórki macierzyste naskórkowe, zlokalizowane w mieszku włosowym, a także w jego warstwach podstawnych, odpowiedzialne za trwałą regenerację naskórka. Komórki macierzyste odgrywają również ważną rolę w procesach gojenia się ran. Gdy organizm zostaje uszkodzony, migrują one do uszkodzonego obszaru i biorą udział w tworzeniu nowych tkanek. Są zaangażowane również w procesy regeneracyjne po operacjach, urazach czy chorobach. Dzięki swojej zdolności do różnicowania, mogą przekształcać się w komórki skóry, tkanki mięśniowej, naczyń krwionośnych i wielu innych, przyspieszając procesy naprawcze.

Ponadto komórki macierzyste mają potencjał terapeutyczny w leczeniu wielu chorób i uszkodzeń. Badania nad komórkami macierzystymi embrionalnymi i dojrzałymi otwierają możliwości zastosowania ich w terapii regeneracyjnej, np. w leczeniu uszkodzeń rdzenia kręgowego, chorób neurodegeneracyjnych czy chorób serca.

Właściwości komórek macierzystych

Komórki macierzyste posiadają wiele unikalnych właściwości, które czynią je wyjątkowymi w porównaniu do innych typów komórek. Do najważniejszych należą:

1. Samoodnawianie – oznacza, że mogą się dzielić i tworzyć identyczne kopie siebie samych. Ta zdolność pozwala na stałe utrzymanie populacji nowych komórek macierzystych przez długi czas, co jest istotne dla ciągłej regeneracji i naprawy tkanek.
2. Różnicowanie się – mają zdolność do różnicowania się w praktycznie wszystkie typy komórek organizmu. Mogą przekształcać się w komórki wyspecjalizowane, takie jak komórki skóry, mięśni, nerwowe czy krwiotwórcze. To umożliwia im tworzenie różnych rodzajów tkanek i odgrywanie istotnej roli w rozwoju embrionalnym oraz procesach regeneracji tkanek.
3. Plastyczność – dzięki tej właściwości mogą przekształcać się w komórki różnych linii rozwojowych. Na przykład, komórki macierzyste, które pierwotnie są przeznaczone do tworzenia komórek skóry, mogą być przekierowane do różnicowania się w komórki nerwowe lub inne komórki, pod wpływem odpowiednich sygnałów i czynników wzrostu.
4. Migracja – posiadają zdolność migracji do uszkodzonych obszarów organizmu. Gdy występuje uszkodzenie tkanek, mogą wykryć sygnały chemiczne wydzielane przez uszkodzone tkanki i skierować się w ich stronę. Następnie mogą uczestniczyć w ich naprawie i regeneracji.
5. Proliferacja – sprawia, że mogą się dzielić niemal nieograniczoną liczbę razy. Proliferacja jest istotna w rozwoju embrionalnym, podczas którego konieczne jest tworzenie dużej liczby komórek. Jednak w przypadku komórek macierzystych dorosłych, proliferacja jest kontrolowana, aby utrzymać homeostazę w organizmie.

Komórki macierzyste a proces starzenia

Wbrew wcześniejszym przypuszczeniom liczba komórek macierzystych w skórze nie zmniejsza się wraz z wiekiem. Jednak między 20 a 40 rokiem życia mogą one tracić połowę swojego potencjału energetycznego. Co może być związane z osłabieniem wytwarzania energii ATP w mitochondriach. W związku z tym słabnie ich zdolność do regeneracji i wytwarzania nowych komórek. W efekcie wpływa to m.in. na stan naszej skóry, która traci blask i elastyczność. Aby przeciwdziałać temu procesowi, można zastosować roślinne komórki macierzyste w kosmetykach.

Rośliny mogą rosnąć w sposób ciągły i mają wybitne zdolności samoleczenia oraz mechanizmy regeneracji swoich tkanek w warunkach stresu, dzięki czemu zachowują elastyczność. Otwiera to obiecujące perspektywy dla branży kosmetycznej. Stąd pojawia się pytanie, czy możemy wykorzystać tę unikalną właściwość roślin do poprawy regeneracji tkanek u ludzi? Czy z pomocą roślin możemy powstrzymać proces starzenia? Być może jest sporo prawdy w angielskim powiedzeniu: „One apple a day keeps the doctor away”.

Przykładowo u zwierząt komórki macierzyste wspomagają regenerację tkanek po zranieniu, co skutkuje rozpoczęciem naprawy narządów. Natomiast wysiłki regeneracyjne podejmowane przez rośliny mają na celu nie tylko naprawę uszkodzonych tkanek, ale także rozwój nowej rośliny. Dla przykładu, ścięcie gałęzi drzewa powoduje wzrost nowego pąka, czy gałęzi ³.

Starzenie się skóry a roślinne komórki macierzyste

Starzenie się skóry to złożony proces obejmujący wszystkie warstwy naskórka i skóry właściwej. Wraz z upływem lat jesteśmy w stanie zaobserwować te zmiany dosłownie „gołym okiem” na naszej skórze. Osłabienie elastyczności, czy pojawienie się zmarszczek wynika z procesu denaturacji białek i obniżonej regeneracji komórek macierzystych. Maleje ich ilość i słabną funkcje kolagenu i elastyny. Co więcej, spadek funkcji komórek macierzystych naskórka wpływa na skracanie się telomerów, co zmniejsza ich zdolność do proliferacji, prowadząc do przedwczesnego starzenia się skóry ³. Telomery to kompleksy nukleoprotein, które otaczają i chronią końce chromosomów przed degradacją i nieprawidłową rekombinacją. Telomery skracają się z każdym podziałem komórki, a postępujące skracanie telomerów ostatecznie prowadzi do starzenia się komórek.

Osłabienie funkcji komórek macierzystych istotnie wpływa na proces starzenia się skóry poprzez:

1. Utratę funkcji. Wraz z upływem lat, aktywność komórek macierzystych w skórze stopniowo maleje i prowadzi do zmniejszenia zdolności skóry do regeneracji i naprawy, co przyspiesza proces starzenia się skóry.
2. Spowolnienie procesów regeneracyjnych. Z wiekiem aktywność komórek macierzystych maleje, co prowadzi do spowolnienia procesów regeneracyjnych. Skóra staje się mniej elastyczna, sucha, a zmarszczki stają się bardziej widoczne.
3. Zmniejszoną produkcję kolagenu i elastyny. Komórki macierzyste mają zdolność do stymulacji produkcji kolagenu i elastyny w skórze, które są kluczowe dla utrzymania jędrności i elastyczności skóry. Kiedy maleje ich ilość i wydajność, słabnie również produkcja kolagenu i elastyny, co odzwierciedla się na naszej skórze.
4. Zwiększoną akumulację uszkodzeń DNA. Z upływem lat, komórki skóry gromadzą uszkodzenia w DNA, które mogą wpływać na ich zdolność do regeneracji i funkcjonowania. Akumulacja uszkodzeń DNA przyczynia się do pogorszenia kondycji skóry i przyspieszenia procesu starzenia się.
5. Zaburzenia komunikacji międzykomórkowej. Komunikacja między komórkami skóry odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu jej zdrowia i młodzieńczego wyglądu. Komórki macierzyste są zaangażowane w komunikację z innymi komórkami skóry poprzez wydzielanie substancji sygnalizacyjnych.

Dla zachowania wysokiej wydajności wyżej opisanych procesów z pomocą przychodzą ekstrakty roślinne. Rośliny mają własne komórki macierzyste obecne w wierzchołkowych merystemach łodygi i merystemach korzenia, czyli elementach, które intensywnie dzielą się i różnicują. W przeciwieństwie do komórek ludzkich i zwierzęcych wykazują te cechy przez całe swoje życie. Mają właściwości pluripotencjalne, dzięki czemu mogą dać początek dowolnej tkance roślinnej.

Od tamtego czasu naukowcy nieustannie badają potencjał i zastosowanie roślinnych komórek macierzystych w kosmetyce, aby wykorzystać ich potencjał regeneracyjny do spowolnienia procesów starzenia.

Komórki macierzyste w kosmetykach – jak działają?

Do pozyskania roślinnych komórek macierzystych wybiera się odpowiednie rośliny, które najczęściej wykazują odporność na trudne warunki środowiskowe. Takie gatunki mają zdolność do wytwarzania wartościowych substancji do celów obronnych, co pozwala im przetrwać w niesprzyjających warunkach. Do takich roślin należą m.in.: Echinacea angustifolia, Eryngium maritimum, gardenia, Leontopodium nivale, winogrono, malus (jabłoń), Centella asiatica. To właśnie z nich pozyskuje się najbardziej cenione komórki, których metabolity są następnie składnikami ekstraktów używanych w kosmetykach.

W rzeczywistości produkty kosmetyczne reklamujące się jako zawierające komórki macierzyste, tak naprawdę zawierają ekstrakty z tych komórek, a nie żywe komórki. Te ekstrakty są źródłem wartościowych produktów przemiany materii takich jak: proteiny, lipidy, węglowodany i polifenole czy fitohormony. Te substancje usprawniają procesy zachodzące w skórze i działają „przeciwstarzeniowo”, chronią przed wolnymi rodnikami, wykazując właściwości przeciwutleniające. Stymulują podziały ludzkich komórek macierzystych naskórka i skóry właściwej, przez co poprawiają ich witalność i kondycję. Regulują aktywność genów i funkcje komórek naskórka wpływając na wzrost produkcji kolagenu, poprawę elastyczności skóry, jej koloryt, wygładzenie i spłycenie zmarszczek ³.

Jednym z pionierów w przemysłowym otrzymywaniu ekstraktów roślinnych komórek macierzystych jest szwajcarska firma Mibelle AG Biochemistry, która opracowała nową technologię hodowli komórek roślinnych – PhytoCell-Tec, umożliwiającą hodowlę komórek kalusa z rzadkich i chronionych gatunków roślin. W 2008 roku firma zarejestrowała pierwszy liposomalny preparat PhytoCellTec Malus Domestica zawierający ekstrakt komórek macierzystych pochodzący z rzadkiej odmiany szwajcarskiej jabłoni (Uttwiler Spätlauber). W kolejnych latach na rynku pojawiły się jeszcze: PhytoCellTec Argan, PhytoCellTec Alp Rose i PhytoCellTec Solaris Vitis, które z powodzeniem stosowane są w licznych kosmetykach.

Skuteczność przeciwstarzeniową PhytoCellTec Malus Domestica poddano badaniom. Firma Mibelle AG Biochemistry w Buchs (Szwajcaria) przeprowadziła eksperymenty, w których inkubowała ludzkie fibroblasty poddawane działaniu czynników wpływających na ich starzenie. Zastosowanie PhytoCellTec Malus Domestica wykazało również skuteczność w zwiększaniu żywotności komórek macierzystych i wydłużaniu życia izolowanych ludzkich mieszków włosowych. Jako nośnik dostarczający ekstrakt zastosowano liposomy lecytynowe. Badany kliniczne Malus domestica (Phytocell Tech™), kapsułkowany w liposomach, ekstrakt z hodowanych komórek macierzystych jabłoni, jako składnik kosmetyczny wykazał znaczny potencjał redukcji zmarszczek, tzw. kurzych łapek na twarzy. Stwierdzono, że zmarszczki uległy spłyceniu o 8% po 2 tygodniach i po 15% po 4 tygodniach ⁷.

Reklama

Krem MythoSkin® Q10 z ekstraktem z komórek macierzystych jabłka Sprawdź

Żel do skóry w ampułkach mythoSKIN ® Sprawdź

Krem liposomowy mythoSKIN &reg Sprawdź

Krem pielęgnacyjny mythoSKIN ® Sprawdź

QuinoMit® Q10 Fluid – Ubichinol MSE Sprawdź

Zastosowanie komórek macierzystych w kosmetologii to przełomowe odkrycie, pozwalające na spowolnienie, a nawet zahamowanie objawów starzenia się skóry. Za najistotniejsze działanie uznaje się ich ochronny wpływ na komórki skóry, przeciwdziałanie wolnym rodnikom i substancjom toksycznym, zwiększenie zdolności naprawczych, przeciwdziałanie powstawaniu przebarwień pod wpływem promieniowania UV i stymulację fibroblastów do produkowania składników macierzy zewnątrzkomórkowej oraz włókien kolagenowych ⁸.

Te wyjątkowe roślinne ekstrakty wykorzystywane w kosmetykach działają głównie poprzez stymulację procesów regeneracyjnych skóry oraz poprawę jej kondycji. Do innych procesów działania komórek macierzystych w kosmetykach należą: 

1. Aktywacja procesów regeneracyjnych. Dostarczają czynniki wzrostu, cytokiny, peptydy i inne substancje sygnalizacyjne, które stymulują procesy regeneracyjne skóry. Te substancje mogą aktywować komórki skóry do produkcji kolagenu, elastyny i innych składników strukturalnych, które są istotne dla jędrności, elastyczności i gładkości skóry.
2. Odnowa i odmłodzenie komórek skóry. Komórki macierzyste mogą dostarczać skórze nowe komórki, które zastępują stare i uszkodzone. Wpływają również na przedłużenie życia komórek skóry, co zapobiega procesowi starzenia się skóry i redukuje pojawianie się zmarszczek.
3. Stymulacja produkcji kolagenu i elastyny. Wykazują działanie stymulujące komórki skóry do zwiększonej produkcji kolagenu i elastyny, które są kluczowe dla utrzymania jędrności i elastyczności skóry. Zwiększona produkcja tych składników może przyczynić się do wygładzenia zmarszczek i poprawy ogólnej struktury skóry.
4. Ochrona przed stresem oksydacyjnym i stanami zapalnymi. Działają antyoksydacyjnie, chroniąc skórę przed stresem oksydacyjnym wywołanym przez czynniki zewnętrzne, takie jak promieniowanie UV, zanieczyszczenia środowiskowe i wolne rodniki.

Zabiegi oraz kosmetyki z użyciem komórek macierzystych

Coraz większą popularność w dziedzinie estetyki i pielęgnacji skóry, zdobywają zabiegi i kosmetyki z użyciem komórek macierzystych. Ich wykorzystanie ma na celu stymulację procesów regeneracyjnych skóry i poprawę jej wyglądu oraz kondycji.

Terapia komórkami macierzystymi. To zaawansowany medyczny zabieg, w którym komórki macierzyste są pobierane z określonego źródła, na przykład szpiku kostnego, tkanki tłuszczowej lub pępowiny, a następnie są wprowadzane do skóry pacjenta. Mają one zdolność do różnicowania się w różne typy komórek skóry i mogą wspomagać regenerację tkanek, redukcję zmarszczek, poprawę elastyczności i jędrności skóry. Tego typu terapia powinna być przeprowadzana przez wyspecjalizowane kliniki i wymaga profesjonalnego nadzoru medycznego.

Kosmetyki z ekstraktem lub peptydami komórek macierzystych. Te składniki aktywne mają na celu stymulowanie procesów regeneracyjnych skóry, poprawę jędrności, elastyczności i wygładzenia skóry. Kosmetyki z ekstraktem lub peptydami komórek macierzystych mogą być stosowane w postaci kremów, serum czy maseczek, które są przeznaczone do stosowania na skórę.

Mikroigłowe terapie. Zabiegi mikroigłowe, takie jak mikroigłowe terapie, wampirzy lifting (Vampire Facelift) lub mezoterapia mikroigłowa, są często wykonywane przy użyciu roztworów zawierających komórki macierzyste. Podczas tych zabiegów używane są specjalnej wielkości igły do wprowadzenia aktywnych substancji w głębsze warstwy skóry. Działa to stymulująco na produkcję kolagenu i elastyny, poprawia strukturę skóry oraz redukuje zmarszczki i blizny.

Terapia laserowa z komórkami macierzystymi. W niektórych procedurach laserowych stosuje się komórki macierzyste w celu poprawy efektów terapii. Są one aplikowane na skórę przed lub po zabiegu laserowym, aby wspomóc proces gojenia, regeneracji tkanek i minimalizację ewentualnych efektów ubocznych. Terapia laserowa z komórkami macierzystymi jest często stosowana w celu redukcji blizn, poprawy struktury skóry oraz usuwania przebarwień.

Ważne jest, aby pamiętać, że zabiegi z użyciem komórek macierzystych są procedurami medycznymi, które powinny być przeprowadzane przez wykwalifikowany personel medyczny. Natomiast kosmetyki z ekstraktem lub peptydami komórek macierzystych są dostępne bez recepty, ale ważne jest, aby wybierać produkty renomowanych producentów i konsultować się z dermatologiem przed ich użyciem, szczególnie jeśli masz jakiekolwiek problemy skórne lub uczulenia.

Bezpieczeństwo i skuteczność ekstraktów roślinnych potwierdzają już starożytne nauki z zastosowaniem ziół, takie jak ajurweda i Tradycyjna Medycyna Chińska, a obecnie w połączeniu z wiedzą biotechnologiczną, możliwy jest szybki i przełomowy rozwój branży anti-aging. W rozwoju kosmetologii możemy śledzić połączenie dowodów pochodzących ze starożytnych praktyk z odkryciami współczesnej nauki w kierunku bezpiecznego wykorzystania roślinnych ekstraktów z komórek macierzystych.

Autor: Paulina Żurek