Dược mỹ phẩm tế bào gốc: Cộng dụng và lợi ích cho da

Nhà thuốc Ngọc Anh – Chương 19: Dược mỹ phẩm tế bào gốc

Tác giả: Mark V. Dahl

Nguồn: Dược mỹ phẩm và ứng dụng trong thẩm mỹ

Bác sĩ: PATRICIA K.FARRIS

Giới thiệu

Da lão hoá khác biệt với da trẻ. Lớp thượng bì già thiếu hụt các tế bào sừng và mỏng hơn. Mào thượng bì được làm phẳng. Lớp bì thiếu hụt số lượng bình thường của các tế’ bào cũng như collagen, elastin, laminin, glycosaminoglycans và fibronectin. Lớp bì cũng thiếu hụt độ đàn hồi, độ chắc chắn, mạch máu và chất nền như hyaluronic acid. Ngoài sự mỏng manh, dễ vỡ, da lão hoá còn lành thương chậm. Chu chuyển tế bào sừng thượng bì bị kéo dài, hàng rào bảo vệ da có khiếm khuyết. Da trở nên mỏng, nhăn, thâm và thô ráp.

Để phục hồi sức mạnh và chức năng theo cách tự nhiên, da cần tạo ra nhiều tế bào và thành phần mô để bổ sung các phần mất đi như sự hao mòn, hư hỏng bình thường, phá huỷ của ánh sáng mặt trời và lão hoá. Lớp sừng phải tự thay thế nhanh hơn tốc độ bình thường và thượng bì phải dày hơn. Thượng bì phải củng cố và duy trì quá trình biệt hoá tế bào sừng một cách có trật tự bắt đầu từ tế bào đáy lên dần tế bào hạt và cuối cùng là tế bào lớp sừng. Tương tự, nguyên bào sợi của lớp bì phải tăng số lượng và tăng tổng hợp chất nền như elastin, collagen, và hyaluronic acid. Các mạch máu phải duy trì số lượng và chức năng bình thường. Thần kinh, nang lông, tuyến bã và tuyến mồ hôi phải đầy đủ số lượng và đảm bảo chức năng sinh lý đầy đủ. Trẻ hóa làn da được định nghĩa là phải làm cho da được biểu hiện và vận hành như cách chúng đã từng.

Thật không may, việc thoa các thành phần cấu thành lớp bì lên bề mặt da không thể giúp tái tạo lớp bì bình thường một cách đáng kể. Chúng hoặc không đi qua hàng rào thượng bì, hoặc qua được nhưng tích lũy không đủ hiệu quả ở mô bên dưới. Hầu hết việc thoa chỉ giúp cấp nước ở lớp thượng bì, làm mịn thượng bì, hoặc đơn giản chỉ là trả lại sự mềm dẻo hơn. Chiến lược trẻ hoá thành công hoàn toàn phải thúc đẩy sự tái lập lớp bì và thượng bì bình thường với số lượng, chức năng tế bào bình thường, bao gồm việc bình thường hóa sản xuất các thành phần hóa học và tế bào bình thường của da.

Tế bào gốc cung cấp nguồn dự trữ các tế bào trên da giúp trẻ hoá hoặc sửa chữa các tế bào da già hoặc bị tổn thương. Trong lớp thượng bì, các tế bào gốc cư trú vị trí hành lang và vùng thượng bì nang lông, nơi mà chúng gần như đồng dạng với tế bào đáy. Trong lớp bì, tế bào gốc cư trú xung quanh mạch máu, nhú chân lông, và bất kì nơi nào khác. Khi được hoạt hoá bởi các tín hiệu đến từ nhân, tế bào gốc phân chia và biệt hoá thành tế bào đặc trưng cho dòng như là tế bào sừng, nguyên bào sợi, tế bào hắc tố, tế bào mỡ và các tế bào khác. Một số tế bào của chúng ví dụ như nguyên bào sợi tổng hợp các thành phần của da như collagen.

Chiến lược cung cấp năng lượng cho tế bào để trẻ hóa da

Dược mỹ phẩm có thể nhắm mục tiêu đến các tế bào sống. Tế bào sống không chỉ có thể tạo ra các yếu tố cấu thành của da mà còn có thể phối hợp các hoạt động để đặt các yếu tố này với lượng thích hợp vào đúng nơi, đúng lúc, đúng định hướng và hình dạng. Liệt kê các chiến lược có thể thực hiện để tạo ra các tế bào da bình thường nhằm duy trì chức năng trẻ trung và tăng tổng hợp các yếu tố sinh lý của dạ.

Kích thích các tế bào của lớp hạ bì sản xuất nhiều cấu trúc ngoại bào và chất nền hơn

Việc tác động lên các tế bào trong lớp bì có thể làm cho chúng hoạt động nhanh hơn hoặc tốt hơn. Nói chung, các yếu tố tác động là các cytokine được tạo ra bởi các tế bào mô xung quanh và các tế bào viêm tẩm nhuận. Một cytokine hoặc một phân tử nhỏ nào đó có thể là đòn bẩy để khởi động quá trình tổng hợp tế bào và các sản phẩm của chúng. Dược mỹ phẩm có mục tiêu kích thích sản xuất collagen bao gồm retinoids, vitamin G, peptide đồng, yếu tố tăng trưởng chuyển hóa p, palmitoyl pentapeptide-3, một số oligopeptides, flavonoids và estradiol. Làm tổn thương da nhẹ nhàng với các chất peel da hoặc điều trị bằng laser bề mặt dường như cũng kích thích sản xuất collagen.

Giúp da sắp xếp các yếu tố mô còn lại để duy trì chức năng

Lớp thượng bì góp phần vào sự biểu hiện của một làn da khỏe mạnh, trẻ hóa bình thường. Chất dưỡng ẩm thuộc mỹ phẩm hay dược mỹ phẩm giúp làm mịn và căng mọng lớp thượng bì. Dược mỹ phẩm làm tốt công việc của mình bằng cách cung cấp chất cấp ẩm, bình thường hóa lớp sừng bị rối loạn, thúc đẩy giải phóng yếu tố giữ ẩm tự nhiên và làm mịn da khi thoa dầu hoặc dimethicone, giúp giảm các vảy trên bề mặt. Dược mỹ phẩm khó khăn hơn trong việc cung cấp các yếu tố bình thường hóa cho các tê’ bào bên dưới lớp thượng bì là lớp bì + lớp mỡ dưới da vì hàng rào da và lớp thượng bì làm hạn chế sự hấp thụ qua da cùng với việc hệ thống dẫn lưu bạch huyết của da có xu hướng mang hoạt chất đi khỏi da.

Làm cho các tế bào bôi tại chỗ đi vào da

Chiến lược này có vẻ giống như khoa học viễn tưởng, nhưng có phải vậy không? Tế bào di chuyển ngẫu nhiên (hóa tăng động) và có định hướng (hóa ứng động). Có thể khiến các tế bào di chuyển xuyên qua lớp sừng vào lớp thượng bì và bì, cũng giống như bạch cầu di chuyển vào lớp thượng bì từ bên dưới để phản ứng với các tác nhân lây nhiễm, chất gây dị ứng và chất kích ứng khác nhau. Liệu một nguyên bào sợi hoặc tế bào tiền thân (tế bào gốc) có thể được cảm ứng để di chuyển vào da từ phía trên không? Lớp sừng trình diện một rào cản mạnh mẽ, nhưng có lẽ nó có thể được loại bỏ bằng 1 số thủ thuật.

Tiêm tê bào biệt hóa tự thân hoặc tế bào gốc vào lớp bì hoặc hạ bì

Hiện tại, tế bào gốc tự thân và tế’ bào biệt hóa được tiêm vào cơ thể chủ yếu hoạt động như một dạng làm đẩy, làm phình ra các mô trong một khoảng thời gian ngắn hoặc lâu hơn. Chúng chỉ bổ sung thể tích tạm thời, trừ khi các tế bào tồn tại và sau đó tái tạo và / hoặc tổng hợp dịch thể hoặc chất nền mô sau khi tiêm. Tế’ bào gốc và tế’ bào mô biệt hóa cần sự hướng dẫn từ các tế’ bào và cấu trúc xung quanh để tái tạo và hoạt động bình thường. Chúng cẩn tín hiệu để hoạt động. Do đó, sự thành công của chiến lược tiêm tế bào có thể sẽ cần đến sự hỗ trợ của các dược mỹ phẩm để cung cấp các tín hiệu cần thiết hoặc thay đổi vị trí thích hợp của tế bào gốc. Ví dụ, tế bào gốc có nguồn gốc từ tế’ bào mỡ được cảm ứng để hình thành nguyên bào sợi khi được cung cấp thành phần chiết xuất từ lúa mạch đen.

Kích thích tế bào gốc trưởng thành / mô đệm di chuyển từ máu vào da Tế bào gốc có nguồn gốc từ tủy xương có thể di chuyển vào da. Bệnh nhân mắc chứng ly thượng bì bóng nước loạn dưỡng di truyền gen lặn do thiếu các sợi dây neo giữ lớp biểu bì trên vùng màng đáy của da do bệnh nhân thiếu khả năng tổng hợp collagen tuýp VII về mặt di truyền. Nếu không có sự cố’ định, lớp biểu bì sẽ bong ra khỏi lớp bì sau những chấn thương nhỏ. Ở một số bệnh nhân có da bị tổn thương, bị bào mòn, các tế bào gốc có nguồn gốc tủy xương dị sinh đã di chuyển vào da và biệt hóa thành các tế bào tổng hợp collagen loại VII.

Trong một số trường hợp nhất định, tế bào gốc từ máu di chuyển từ từ vào da để tái tạo lại quần thể tế bào gốc của da. Số lượng thư, thì có thể dẫn đến biểu hiện lâm sàng của bệnh.

Kích thích tế bào gốc của da trải qua quá trình phân chia tăng sinh (đối xứng)

Tế bào của lớp biểu bì và lớp hạ bì cỏ đời sống ngắn ngủi. Khi chúng chết đi hoặc bong tróc, chúng được thay thế bằng các tế bào mới biệt hóa từ tế bào gốc. Tế bào gốc có thể phân chia theo hai cách: (1) phân chia đối xứng, tăng sinh; hoặc (2) với sự phân chia không đối xứng, biệt hóa. Sự phân chia đối xứng, tăng sirih tạo ra hai tế bào gốc hoặc hai tế’ bào khuếch đại tạm thời, mỗi tế’ bào trải qua nhiều lần phân chia đối xứng hơn và sau đó biệt hóa sau nguyên phân để tạo thành các tế bào đích chức, năng như nguyên bào sợi, tế bào hắc tố và tế bào sừng. Ngược lại, sự phân chia không đối xứng, biệt hóa tạo ra một tế’ bào gốc để thay thế chính nó và một tế bào khuếch đại tạm thời để phân chia và biệt hóa thêm. Nếu tế bào gốc tái tạo thường xuyên hơn, thì mật độ tế bào trong da sẽ tăng lên. Nếu mỗi tế bào con đã biệt hóa hoạt động bình thường, thì lượng các sản phẩm từ tế bào cũng sẽ tăng lên (ví dụ: collagen, elastin, chất nền).

Theo thời gian, số lượng tế bào gốc trong da vẫn tương đối ổn định và chức năng của chúng hầu như được bảo tồn. Với tuổi tác ngày càng cao, tế bào gốc tái tạo ít thường xuyên hơn. Có lẽ, tín hiệu hoặc phản ứng với tín hiệu thất bại trong việc duy trì các hoạt động tăng sinh và biệt hóa bình thường. Việc bổ sung các yếu tố tăng trưởng hoặc thúc đẩy các con đường tín hiệu có thể làm trẻ hóa làn da bằng cách khôi phục sự tăng sinh và biệt hóa một cách bình thường.

Dược mỹ phẩm được thiết kế để thúc đẩy sự nhân lên của các tế bào da phải đối mặt với nhiều rào cản tiềm ẩn. Thứ nhất, sinh sôi nảy nở quá nhiều là không tốt. Hoạt động tăng sinh quá mức có thể tạo ra quá nhiều mô hoặc thậm chí là khối u da. Thứ hai, sự phân chia tăng sinh của tế bào gốc cuối cùng dẫn đến việc làm cạn kiệt chúng, vì tế bào gốc đang phân chia không được đổi mới hoặc bảo tồn. Thứ ba, các con đường điều hòa bình thường của cơ thể có thể vô hiệu hóa bất kỳ chiến lược nào đang cố gắng để tăng số lượng tế bào gốc.

Các yếu tố tăng trưởng phải ở đúng nơi vào đúng thời điểm và vượt qua các cơ chế “không an toàn” được các tế bào sử dụng để ngăn chặn sự phân chia tế bào bất thường. Quyết định của một tế bào rời khỏi giai đoạn nghỉ ngơi và tham gia vào chu kỳ sao chép tế bào là một quyết định quan trọng. Sự tăng sinh quá nhiều gây ra quá nhiều mô hoặc quá nhiều tế bào. Sự tăng sinh quá ít sẽ không tạo ra các hiệu ứng cần thiết. Để quyết định tái tạo, tế bào gốc của da đánh giá môi trường của nó có thể là không gian, phân cực tế bào, môi trường cytokine, chất dinh dưỡng sẵn có, áp lực oxy và có lẽ hàng trăm yếu tố khác. Dược mỹ phẩm cung cấp một tín hiệu để bắt đầu sao chép tế bào có thể làm như vậy, nhưng thay vào đó, nó có thể không làm gì cả. Các tín hiệu khác ủng hộ sự nghỉ ngơi (không tăng sinh, không phân hóa) có thể vượt qua tác dụng của dược mỹ phẩm đang cố gắng thúc đẩy sự phân chia tế bào.

Làm cho các tế bào khuếch đại tạm thời của da trải qua quá trình phân chia tăng sinh

Các yếu tố tăng trưởng như yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF), yếu tố tăng trưởng biến đổi p (TGF P) và yếu tố tăng trưởng thần kinh (NGF) đã được bào chế thành dược mỹ phẩm, và đã được công bố là thành công trong việc kích thích tế bào gốc hoặc tế bào khuếch đại tạm thời. Dữ liệu thực tế từ việc sử dụng in vivo hầu hết đều thiếu. Hầu hết các yếu tố tăng trưởng đều có kích thước lớn và không xâm nhập vào da. Việc kết hợp các yếu tố tăng trưởng vào liposome hoặc microphere có thể khắc phục được vấn để này. Hầu hết các yếu tố tăng trưởng cũng nhạy cảm với nhiệt độ và không ổn định. Tuy nhiên, một loại dược mỹ phẩm kết hợp một phân tử nhỏ với các tác động của yếu tố tăng trưởng có thể là một sản phẩm thành công để đảo ngược hoặc giảm thiểu những thay đổi liên quan đến lão hóa.

Kích thích các tế bào gốc trong da trải qua quá trình phân chia biệt hóa (không đối xứng)

Tên “yếu tố’ tế bào gốc” (còn gọi là SCF) được dành riêng cho một phân tử cụ thể còn được gọi là “kit-ligand” hoặc “steel factor”. Phân tử liên kết với thụ thể C-Kit (CD117). Được tạo ra bởi nguyên bào sợi và tế bào nội mô, phân tử khá lớn này (MW 18 KDa) đóng một vai trò trong quá trình tạo máu và duy trì tế bào gốc. Kích thước lớn của nó có thể hạn chế sự hấp thụ. Nguyên bào hắc tố biểu hiện thụ thể C-Kit. Yếu tố tế bào gốc có thể giúp định vị các tế bào hắc tố trong các mô, nó cũng giúp chi phối sự tăng sinh và tồn tại của tế bào hắc tố.

Một số dược mỹ phẩm có chứa các thành phần của tế bào gốc (“các phân tử được giải phóng từ tế bào gốc”) một mình hoặc thêm các yếu tố tăng trưởng. Những tác nhân này bao gồm nhau thai lỏng, trứng người chưa thụ tinh, phôi thai bò, dẫn xuất dây rốn, cytokine, interleukin, chất chống oxy hóa, chaperones phân tử và micro RNA. Bằng chứng về hiệu quả khi bôi tại chỗ trong các loại kem là rất ít. Bản thân các tế bào gốc (không phải sản phẩm của tế bào gốc) tạo ra các tế bào khuếch đại tạm thời và các tế bào da đặc hiệu, biệt hóa hơn của chúng. Sản phẩm của tế bào gốc dường như không liên quan đến quá trình tăng sinh hoặc biệt hóa tế bào gốc. Ngay cả khi chúng có thể xâm nhập vào da, các yếu tố giải phóng từ tế bào gốc có thể không sở hữu yếu tố tăng trưởng hoặc hoạt động tăng sinh tế bào gốc. Các phân tử được giải phóng từ tế bào gốc được cho là hoạt động như thể chúng là các sản phẩm được tiết ra với các hoạt động tự tiết và nội tiết được thiết kế’ để “nuôi dưỡng ngách tế bào gốc”

Kể từ khi tế bào gốc thực vật sửa chữa các mô bị hư hỏng, việc ứng dụng của chiết xuất tế bào gốc thực vật được khẳng định có thể thúc đẩy quá trình sửa chữa làn da lão hóa của con người. Được gọi là “tế bào mô phân sinh” ở những thực vật như táo, dưa tây, cà chua, hoa hồng hoặc gạo, những hóa chất này có đặc tính chống oxy hóa.

Tế bào có nguồn gốc từ cây argan (Argania spinosa) biệt hóa ngược trong nuôi cấy. Dịch treo đồng thể của các tế bào này tăng cường sự biểu hiện của Sox2 (một chỉ dấu tế bào gốc) trong các tế bào da có nguồn gốc từ các nang lông bị cắt lọc so với nhóm chứng. Hơn nữa, việc đi qua các tế bào được ủ với chiết xuất từ cây argan đã làm tăng số lượng môi trường thứ cấp được hình thành bởi tế bào Sox2 + ở da trong môi trường nuôi cấy, cho thấy rằng các chất chiết xuất này “kích thích sức sống của tế bào gốc ở da”. Một thử nghiệm lâm sàng về nhũ tương chiết xuất ở dạng kem đã làm tăng khả năng hồi âm của lớp bì nông so với giả dược (ngụ ý tăng mật độ) và giảm độ sâu của nếp chân chim.

Một chiến lược hiệu quả có thể nhắm đến các kết quả nhiều hơn trong các con đường tín hiệu. Các tín hiệu thúc đẩy sự nhân lên của tế bào gốc thường đi theo con đường truyền tín hiệu Wnt (phát âm là “wint”). Khi tế bào giám sát môi trường của nó, các protein Wnt liên kết với các thụ thể trên màng tế bào. Nếu chỉ có một tia nhỏ tín hiệu đến, thì tế bào sẽ ở trạng thái nghỉ ngơi, không tăng sinh, không biệt hóa và duy trì “tính gốc” của nó. Tăng lượng tín hiệu hỗ trợ quá trình phân chia tế bào gốc biệt hóa. Tế bào gốc phân chia để tạo ra một tế bào gốc (do đó duy trì chính nó và đa năng để sử dụng trong tương lai) và một tế bào biệt hóa, ít tiềm năng hơn (“tế bào khuếch đại tạm thời”). Sinh vật sử dụng các tế bào khuếch đại nhất thời để tạo ra các tế bào biệt hóa chức năng theo dòng như tế bào sừng và nguyên bào sợi. Khi các tế bào khuếch đại tạm thời tương đối cạn kiệt, cần phải có một quá trình phân chia không đối xứng khác của các tế bào gốc (Hình 19.1)

Số lượng tế bào gốc trong da nói chung không suy giảm theo tuổi tác. Chúng ít có khả năng trải qua quá trình phân chia không đối xứng để biệt hóa thành các tế bào cấu thành của da, chẳng hạn như nguyên bào sợi và tế bào sừng. Asymmtate ™ là một thành phần mỹ phẩm hỗ trợ quá trình phân chia biệt hóa bình thường của tế bào gốc. Asymmtate thúc đẩy các tín hiệu nhỏ giọt xuống con đường Wnt để liên kết (thông qua (3-catenin) với protein coactivator được gọi là p300 hơn là protein coactivator tương tự về cấu trúc được gọi là CBP. Điểu này cho phép tế bào gốc trải qua quá trình phân chia biệt hóa (không đối xứng). Asymmtate khuyến khích các tế bào gốc tạo ra số lượng tế bào da bình thường tăng lên và tăng lượng sản phẩm của tế bào da bình thường. Sự mong muốn của chiến lược này là rõ ràng; asymmtate giúp các tế bào gốc của da hoạt động như ở độ tuổi trẻ hơn. Thành phần hoạt động để giúp khôi phục lại sự bình thường. Asymmtate có vẻ an toàn để sử dụng tại chỗ. Hơn nữa, thành phần này không khuyến khích sự phân chia đối xứng tăng sinh, giúp giảm bớt lo lắng về sự tăng sinh quá mức hoặc hình thành các khối u da.

Kết luận

Tế bào gốc cuối cùng tạo ra tế bào da và các thành phần cấu tạo của chúng. Với quá trình lão hóa, việc truyền tín hiệu không đầy đủ hoặc không đúng cách khiến các tế bào gốc ít có khả năng trải qua quá trình phân chia biệt hóa, bất đối xứng cần thiết để duy trì số lượng tế bào biệt hóa bình thường. Các tế bào gốc già có vẻ ít phản ứng hơn với các tín hiệu đi xuống con đường Wnt. Dược mỹ phẩm có tác dụng thúc đẩy và hỗ trợ quá trình phân chia tế bào gốc bình thường sẽ ngăn chặn và đảo ngược những thay đổi liên quan đến sự xuất hiện của da lão hóa.