Wyjątkowa warstwa z wyjątkowymi lipidami

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Naukowcy z Karolinska Institutet opisali na poziomie molekularnym budowę i funkcje najbardziej zewnętrznej warstwy skóry - warstwy zrogowaciałej naskórka (łac. stratum corneum). Pozwala to lepiej zrozumieć choroby naszego największego narządu, a w przyszłości ułatwi dostarczanie leków przez skórę na dużą skalę. Rezygnacja z tabletek i zastrzyków i wykorzystanie skóry to szansa na aplikowanie leków w trybie stałym, a nie w postaci dawek oraz na ominięcie efektu pierwszego przejścia, w ramach którego substancja podana doustnie dostaje się do krwioobiegu przez układ krążenia wrotnego, przez co cała dawka przechodzi najpierw przez wątrobę.

"Możemy teraz sporządzić modele komputerowe, które pomogą nam odkryć, jakie substancje powinno się uwzględnić w różnych lekach, by otworzyć skórę [normalnie warstwa zrogowaciała jest wodoszczelna]. Mamy nadzieję, że pewnego dnia będziemy w stanie podawać w ten sposób leki, np. insulinę i antybiotyki" - opowiada szef zespołu prof. Lars Norlén.

Podczas eksperymentów Szwedzi szybko zamrażali drobne próbki skóry i badali je pod niskotemperaturowym elektronowym mikroskopem skaningowym (LTSEM). To dało nam niepowtarzalną szansę na określenie struktury molekularnej i funkcji [...] komórek i tkanek in situ, bez zaciemniania danych przed dodatki w postaci barwników, rozpuszczalników czy polimerów.

Norlén wyjaśnia, że większość chorób skóry manifestuje się jako zaburzenie funkcjonalne bariery ochronnej. Nową metodę Szwedów można by wykorzystać do określania tych zmian na poziomie molekularnym.

Akademicy z Karolinska Institutet pobrali próbki skóry z przedramienia 5 ochotników. Skorzystali z urządzenia mrożącego, które błyskawicznie schłodziło je do temperatury minus 140 stopni Celsjusza. Dzięki zastosowaniu tej metody każdy atom został utrwalony w swej pierwotnej pozycji. Następnie za pomocą schłodzonego noża diamentowego tkankę pocięto na "plastry" o grubości 25-50 nanometrów. Badano je pod mikroskopem oziębionym do temperatury minus 180 stopni Celsjusza.

Normalnie lipidy mają hydrofilową głowę i hydrofobowy ogon z dwóch łańcuchów kwasu tłuszczowego, które są zwrócone w tym samym kierunku, co nadaje cząsteczce kształt szpilki. Lipidy w błonie zorganizowane są w dwuwarstwy, gdzie ogon kontaktuje się z ogonem. W stratum corneum łańcuchy kwasów ogona są skierowane w przeciwnych kierunkach. Takie cząsteczki lipidów są ułożone na sobie, tworząc strukturę bardziej zwartą i nieprzepuszczalną od zwykłej dwuwarstwy. Warstwa zapobiega przechodzeniu wody w jakimkolwiek kierunku poza miejscami, gdzie znajdują się pory. Nie ma wody w przestrzeni pozakomórkowej - podkreśla Norlén.