Молекулы загара испытали на коже человека

Помимо стимуляции синтеза холикальциферола (витамина D₃) солнечный свет может служить причиной по меньшей мере трех форм опухолей: меланомы, базиломы и плоскоклеточного рака. Риск болезни повышает нехватка в эпидермисе эумеланина — пигмента, который отвечает за окраску кожи в коричневый цвет, например за счет загара. Пигментация происходит так. Воздействие ультрафиолетового излучения вызывает повреждения ДНК в кератиноцитах, что, через рецепторы MC1R, активирует аденилатциклазу. Этот фермент ускоряет превращение аденозинтрифосфата (АТФ) в циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), чем стимулирует экспрессию белка MITF. Последний помогает меланоцитам производить эумеланин.

Дефекты MC1R характерны для светлых оттенков кожи, в частности у людей с рыжими волосами, трудностей в образовании загара и, как следствие, низкой устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Прошлые опыты на мышах с рыжей шерстью показали, что стимулировать пигментацию кожи позволяет агонист цАМФ форсколин. Однако воспроизвести эффект на человеке не удалось — вероятно, из-за более высокой барьерной функции эпидермиса. В качестве альтернативы авторы новой работы испытали низкомолекулярные ингибиторы соль-индуцибельной киназы 2 (SIK2) — известно, что она подавляет синтез MITF. На первом этапе ингибитором (HG 9-91-01) обрабатывали две линии раковых и одну — здоровых клеток. При подавлении протеинкиназы LKB1 экспрессия MITF резко возрастала.

Затем ученые провели эксперимент in vivo: HG 9-91-01 наносился на генномодифицированных (с нокаутированным геном Mc1re) мышей с рыжей шерстью. По сравнению с контрольными животными, спустя семь дней оттенок их кожи значительно потемнел, что подтверждали колориметрия и окраска методом Фонтана—Массон (используется для оценки меланизирования). Причем ингибитор не только улучшал синтез пигмента, но и миграцию меланина, по всей видимости, воспроизводя обычный механизм меланогенеза под воздействием ультрафиолетового излучения. Через 40 дней цвет кожи особей восстановился. Наконец, на культурах клеток испытали версии препарата с дополнительно сниженной молекулярной массой и повышенной проникающей способностью — YKL 06-061 и YKL 06-062.

Анализ подтвердил, что обработка ингибиторами SIK2 увеличивает экспрессию MITF. Схожих результатов удалось добиться и в рамках опытов с человеческими эксплантатами (фрагментами кожи, в данном случае полученными после операций). Ежедневное нанесение YKL 06-062 и YKL 06-061 повысило локальную пигментацию образцов спустя восемь дней, тогда как HG 9-91-01 обеспечил эффект только при внедрении в ткани с помощью аппликатора. По словам авторов, новые данные указывают на возможность стимуляции синтеза пигмента у человека. Несмотря на это, техника требует дополнительной проверки. Так, до клинических исследований ученым необходимо оценить безопасность метода: при определенных условиях манипуляции с MITF, напротив, могут быть онкогенными.

Статья опубликована в журнале Cell Reports.

Ранее стало известно о коммерциализации услуги по превращению карих глаз в голубые.