كريم “سوبر ميلانين” الجديد يعالج تلف الجلد الناتج عن أشعة الشمس والحروق الكيميائية

كريم صناعي يحمي البشرة من أشعة الشمس.

تخيل كريمًا للبشرة يعالج الأضرار الناجمة عن التعرض اليومي لأشعة الشمس والسموم البيئية. قام علماء في جامعة نورث وسترن بتطوير الميلانين الاصطناعي المحاكي الحيوي.

تم تركيبه لتقليد الميلانين الطبيعي للبشرة البشرية، يعمل هذا الميلانين الاصطناعي على تسريع شفاء الجروح عند تطبيقه موضعيًا على الجلد المصاب. تحدث هذه التأثيرات على الجلد والجسم.

قال العلماء إنه عند استخدامه ككريم، يمكن للميلانين الاصطناعي أن يحمي البشرة من أشعة الشمس ويشفي الجلد المصاب بسبب أضرار أشعة الشمس أو الحروق الكيميائية. تعمل هذه التقنية عن طريق التخلص من الجذور الحرة التي ينتجها الجلد التالف مثل أشعة الشمس. إن ترك نشاط الجذور الحرة دون رادع يؤدي إلى إتلاف الخلايا ويمكن أن يؤدي في النهاية إلى شيخوخة الجلد وسرطان الجلد.

وقد نشرت الدراسة مؤخرا في المجلة الطب التجديدي npj.

يوفر الميلانين في البشر والحيوانات الصباغ للجلد والعينين والشعر. يحمي خلاياك من أضرار أشعة الشمس مع زيادة التصبغ استجابة لأشعة الشمس – والتي يشار إليها عادةً باسم التسمير. نفس الصباغ الموجود في بشرتك يتخلص بشكل طبيعي من الجذور الحرة استجابةً للتلوث البيئي الضار الناتج عن المصادر الصناعية وأبخرة عوادم السيارات.

وقال المؤلف المشارك الدكتور كورت لو، أستاذ طب الأمراض الجلدية في يوجين وغلوريا باور: “لا يفكر الناس في حياتهم اليومية كإصابة لجلدهم”. جامعة نورث وسترن كلية فاينبرج للطب وطبيب أمراض جلدية في الطب الشمالي الغربي. “إذا كنت تتجول عارية اليدين في الشمس كل يوم، فإنك تتعرض لقصف مستمر منخفض الدرجة من الأشعة فوق البنفسجية. ويزداد هذا سوءًا خلال ساعات النهار القصوى وفي الصيف. نحن نعلم أن الجلد المعرض لأشعة الشمس يشيخ. والجلد المحمي بالملابس لا يظهر أي عمر تقريبًا.

B-roll من مختبر الأمراض الجلدية لمؤلف الدراسة الدكتور كورت لو. الائتمان: جامعة نورث وسترن

تتقدم البشرة أيضًا في السن بسبب العوامل البيئية الخارجية بما في ذلك الشيخوخة الزمنية والتلوث البيئي.

وقال لو: “كل الإهانات التي تتعرض لها البشرة تؤدي إلى ظهور الجذور الحرة التي تسبب الالتهابات وتكسر الكولاجين”. “وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل البشرة المتقدمة في السن تبدو مختلفة تمامًا عن البشرة الأصغر سنًا.”

عندما ابتكر العلماء جسيمات نانوية صناعية مصممة باستخدام الميلانين، قاموا بتعديل بنية الميلانين للحصول على قدرة أكبر على التخلص من الجذور الحرة.

يتم تطبيق الميلانين الاصطناعي على الجلد الملتهب. توجد تحت سطح الجلد جذور حرة خضراء، تُعرف أيضًا باسم ROS أو “أنواع الأكسجين التفاعلية”. الائتمان: يو تشن، جامعة نورث وسترن

وقال المؤلف المشارك ناثان جيانيزي، أستاذ الكيمياء وعلوم وهندسة المواد والهندسة الطبية الحيوية وعلم الأدوية في جامعة نورث وسترن: “بالمقارنة مع الميلانين البشري، يتمتع الميلانين الاصطناعي بقدرة أعلى على التخلص من كل جرام من الجذور”. “إنه مثل الميلانين الفائق. إنه متوافق حيوياً وقابل للتحلل البيولوجي وغير سام وواضح عند فركه على الجلد. وفي دراساتنا، يعمل كإسفنجة فعالة، حيث يزيل العوامل الضارة ويحمي الجلد.

بمجرد وضعه على الجلد، يبقى الميلانين على السطح ولا يتم امتصاصه في الطبقات الموجودة أسفله.

وقال جيانيزي: “يعمل الميلانين الاصطناعي على تثبيت الجلد ووضعه على مسار الشفاء، وهو ما نراه في الطبقات العليا وفي جميع أنحاء الجسم”.

مقدمة لنظرية جديدة

قام العلماء، الذين كانوا يدرسون الميلانين منذ ما يقرب من 10 سنوات، باختبار الميلانين الاصطناعي لأول مرة كواقي من الشمس.

وقال جيانيسي: “إنه يحمي الجلد وخلايا الجلد من التلف”. “بعد ذلك، تساءلنا عما إذا كان الميلانين الاصطناعي، الذي يعمل في المقام الأول ككاسح للجذور الحرة، يمكن تطبيقه موضعياً بعد إصابة الجلد ويكون له تأثير شفاء على الجلد؟ إنه سيعمل بشكل مثالي.

يُستخدم كريم الميلانين الصناعي من Lou كمعزز للواقي من الشمس لمزيد من الحماية وكمعزز مرطب لإصلاح البشرة.

طبقة من الميلانين الاصطناعي فوق الجلد الملتهب. الائتمان: يو تشن، جامعة نورث وسترن

قال لو: “يمكنك ارتدائه قبل الخروج في الشمس وبعد التعرض للشمس”. “في كلتا الحالتين، قمنا بتقليل تلف الجلد والتهابه. أنت تحمي الجلد وتصلحه في نفس الوقت. إنه إصلاح مستمر.

وقال لو إنه يمكن استخدام الكريم أيضًا على البثور والقروح المفتوحة.

كريم موضعي يهدئ جهاز المناعة

اكتشف جيانيشي ولو أن كريم الميلانين الاصطناعي يمتص الجذور الحرة بعد الإصابة ويهدئ جهاز المناعة. الطبقة القرنية، الطبقة الخارجية من خلايا الجلد الناضجة، تتصل بالبشرة الموجودة أدناه. وهي الطبقة السطحية التي تستقبل الإشارات من الجسم والعالم الخارجي. ومن خلال تهدئة الالتهاب المدمر الموجود على هذا السطح، يبدأ الجسم في الشفاء بدلاً من أن يصبح أكثر التهابًا.

وقال لو “البشرة والطبقات العليا تتفاعل مع الجسم كله.” “إن تثبيت هذه الطبقات العليا يؤدي إلى عملية شفاء نشطة.”

كيف عمل الاختبار

استخدم العلماء مادة كيميائية لإحداث رد فعل عنيف لعينة من أنسجة الجلد البشرية في طبق. تظهر البثور نتيجة انفصال الطبقات العليا من الجلد عن بعضها البعض.

وقال لو: “إنه التهاب شديد، مثل رد فعل اللبلاب السام”.

يتم الآن استعادة الجلد بعد علاج الميلانين الاصطناعي. الجلد الملتهب. الائتمان: يو تشن، جامعة نورث وسترن

انتظروا بضع ساعات ثم وضعوا كريم الميلانين الموضعي على الجلد المصاب. في الأيام القليلة الأولى، سهّل الكريم الاستجابة المناعية من خلال المساعدة أولاً على استعادة الإنزيمات الكاشفة للجذور في الجلد ثم عن طريق إيقاف إنتاج البروتينات الالتهابية. بدأ هذا سلسلة من الاستجابات التي رأوا فيها زيادة كبيرة في معدلات الشفاء. وهذا ينطوي على حماية طبقات الجلد الصحية الأساسية. في العينات التي لم يتم علاجها بكريم الميلانين، استمرت البثور.

وقال لو: “إن العلاج له تأثير في وضع الجلد في دورة من الشفاء والإصلاح ينظمها الجهاز المناعي”.

الميلانين يحمي الناس من السموم بما في ذلك غاز الأعصاب

جيانيشي ولو من وزارة الدفاع الأمريكية (DOD) و. المعاهد الوطنية للصحة (المعاهد الوطنية للصحة). ويشمل ذلك النظر إلى الميلانين باعتباره صبغة للملابس تعمل كممتص للسموم البيئية، وخاصة غازات الأعصاب. وأظهروا أنه يمكن صبغ الزي العسكري باللون الأسود بمادة الميلانين، التي من شأنها أن تمتص غاز الأعصاب.

يمتص الميلانين المعادن الثقيلة والسموم. وقال جيانيزي: “على الرغم من أنه يمكن أن يعمل بهذه الطريقة بشكل طبيعي، إلا أننا صممناه لتحسين امتصاص هذه الجزيئات السامة في نسختنا الاصطناعية”.

B-roll من معمل الكيمياء لمؤلف الدراسة ناثان جيانيزي. الائتمان: جامعة نورث وسترن

يواصل العلماء الترجمة السريرية والتجارب السريرية لفعالية كريم الميلانين الاصطناعي. أكمل العلماء مؤخرًا اختبارات أظهرت أن الميلانين الاصطناعي لا يسبب تهيجًا لجلد الإنسان، في مرحلة أولية.

واستنادًا إلى ملاحظتهم أن الميلانين يحمي الأنسجة البيولوجية من الإشعاع عالي الطاقة، فقد افترضوا أنه يمكن أن يكون علاجًا فعالًا لحروق الجلد الناتجة عن التعرض للإشعاع.

قد يقدم هذا العمل خيارات علاجية واعدة لمرضى السرطان في المستقبل الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي.

المرجع: “التطبيق الموضعي للميلانين الاصطناعي يعزز إصلاح الأنسجة” Dauren Biyashev، Zofia E. Siwicka، Ummiye V. Onay، Michael Demczuk، Dan Xu، Madison K. Ernst، Spencer T. Evans، Cuong V. Nguyen، Florencia A. Son ، نافجيت ك. بول، ناناكي سي. ماكالوم، عمر ك. فرحة، ستيفن د. ميلر، ناثان سي. جيانيزي وكورت ك. لو، 2 نوفمبر 2023، الطب التجديدي npj.
دوى: 10.1038/s41536-023-00331-1

ومن بين الكتاب الشماليين الغربيين الآخرين: دارين بياشيف، زوفيا سيفيكا، أمية أونيه، مايكل ديمتشوك، ماديسون إرنست، سبنسر إيفانز، كوونج نجوين، فلورنسيا صن، نافجيت بول، نانيكي ماكالوم، عمر فرحة، د. ستيفن إكس ميلر.

تم دعم البحث بمنحة U54 AR079795 من المعهد الوطني لالتهاب المفاصل والأمراض العضلية الهيكلية والأمراض الجلدية التابعة للمعاهد الوطنية للصحة ومنحة FA9550-18-1-0142 من وزارة الدفاع.