Наиболее выраженно видимые признаки биологического старения проявляются на коже. Деградация наружного покрова тела происходит по двум направлениям: под влиянием естественных структурных изменений (морщины) и экологических факторов, например ионизирующего излучения и загрязнения воздуха. На молекулярном уровне этот механизм опосредуется оксидативным стрессом. Воздействие среды стимулирует образование в клетках активных форм кислорода (ROS), избыток которых приводит к ускоренным выработке свободных радикалов и расщеплению коллагена - это деформирует дермальный матрикс. Поэтому основной стратегией профилактики старения кожи служит применение антиоксидантов.
Сейчас на основе антиоксидантов выпускаются разные косметические продукты, целью которых выступает подавление выработки или нейтрализация свободных радикалов в дермальных фибробластах. Авторы новой работы использовали для этого метиленовый синий - препарат, синтезированный в 1876 году. Помимо промышленности (например, текстильной) он широко представлен в медицине - как антисептик и антидот. Кроме того, прошлые исследования показали, что соединение обладает нейропротекторными свойствами и может улучшать симптомы при болезни Альцгеймера. Опыты на мышах также выявили способность метиленового синего продлевать жизнь на шесть процентных пунктов.
На первом этапе американские ученые сравнили показатель поглощения ROS у метиленового синего и трех других препаратов - N-ацетил-L-цистеина (NAC), MitoQ и MitoTEMPO. В течение четырех недель они наносились на фибробласты кожи, полученные от пожилого человека и пациента с синдромом Гетчинсона-Гилфорда - генетической аномалией, которая выражается в преждевременном старении. Анализ показал, что, в отличие от метиленового синего, NAC не только хуже справлялся с нейтрализацией ROS, но и увеличивал их уровень. Остальные соединения продемонстрировали умеренный положительный эффект (MitoTEMPO не влиял на клетки пациента). Затем авторы изучили воздействие препарата на фенотип.
Для этого они культивировали линии фибробластов от доноров старше 80 лет и моложе 30 лет. Сортировка с активированной флуоресценцией (FASC) подтвердила, что в «старых» клетках наблюдается значительный рост митохондриальных ROS (MitoSOX), а обработка метиленовым синим (в одной линии) уменьшала показатель до уровня молодых людей. Последующий анализ методом вестерн-блоттинга позволил определить, что эффект обусловлен стимуляцией белка Nrf2 - важного регулятора антиоксидантной защиты. Дополнительные эксперименты с клетками пациента также обнаружили рост экспрессии матричной РНК (мРНК) в генах с антиоксидант-респонсивными элементами (ARE), в том числе GCLC , GSR и GPX7 .
Наконец, ученые проверили действие препарата на двух трехмерных моделях эпидермиса, состоящих из линий фибробластов и кератиноцитов на гелевой подложке. По словам авторов, при длительной обработке (в течение двух недель) высокие концентрации метиленового синего - от пяти микромоль - окрашивают поверхность образцов и снижают жизнеспособность клеток. При этом низкий уровень соединения (менее 2,5 микромоль) не только не окрашивал кожу, но и стимулировал ее жизнеспособность. Небольшие концентрации препарата также повышали толщину, эластичность, упругость образцов и содержание в них влаги. Более того, опыты in vitro показали, что он ускоряет регенерацию кожи.
Как сообщили ученые, они уже приступили к разработке косметических средств на основе метиленового синего. Также команда ищет способы коммерциализации нового продукта.
Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
