Kem “Siêu Melanin” mới chữa lành vết thương da do cháy nắng, bỏng hóa chất
Bởi Đại học Northwestern ngày 6 tháng 11 năm 2023
Các nhà nghiên cứu của Đại học Northwestern đã tạo ra một loại kem melanin tổng hợp giúp bảo vệ và chữa lành da khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời và môi trường bằng cách loại bỏ các gốc tự do. Nó có những ứng dụng tiềm năng trong việc chống nắng, chữa lành vết thương và chống lại độc tố môi trường, với các thử nghiệm lâm sàng sắp diễn ra. Da bị viêm sẽ biểu hiện các gốc tự do (màu xanh lá cây) bên trong da. ROS là “các loại oxy phản ứng” hoặc các gốc tự do.
Kem tổng hợp còn giúp bảo vệ da khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời.
Hãy tưởng tượng một loại kem dưỡng da có thể chữa lành những tổn thương do tiếp xúc hàng ngày với ánh sáng mặt trời và độc tố môi trường. Các nhà khoa học tại Đại học Northwestern đã phát triển một loại melanin tổng hợp, mô phỏng sinh học có khả năng làm được điều đó.
EzoicMelanin tổng hợp này, được thiết kế để bắt chước melanin tự nhiên của da người, đã được chứng minh là có tác dụng đẩy nhanh quá trình lành vết thương khi bôi tại chỗ lên vùng da bị thương. Những tác động này xảy ra cả trên da và toàn bộ cơ thể.
Các nhà khoa học cho biết, khi được bôi trong kem, melanin tổng hợp có thể bảo vệ da khỏi ánh nắng mặt trời và chữa lành làn da bị tổn thương do ánh nắng mặt trời hoặc bỏng hóa chất. Công nghệ này hoạt động bằng cách loại bỏ các gốc tự do được tạo ra bởi làn da bị thương như cháy nắng. không được kiểm soát, hoạt động của gốc tự do sẽ làm tổn thương tế bào và cuối cùng có thể dẫn đến lão hóa da và ung thư da.
Nghiên cứu này gần đây đã được công bố trên tạp chí Y học tái sinh npj.
Melanin ở người và động vật cung cấp sắc tố cho da, mắt và tóc. Chất này bảo vệ tế bào của bạn khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời với sắc tố tăng lên khi phản ứng với ánh sáng mặt trời – một quá trình thường được gọi là sạm da. Sắc tố tương tự trên da của bạn cũng tự nhiên bị loại bỏ các gốc tự do để ứng phó với tình trạng ô nhiễm môi trường có hại từ các nguồn công nghiệp và khí thải ô tô.
“Mọi người không nghĩ cuộc sống hàng ngày của họ là một tổn thương cho làn da của họ,” đồng tác giả, Tiến sĩ Kurt Lu, Giáo sư Da liễu Eugene và Gloria Bauer tại Trường Y Feinberg thuộc Đại học Northwestern và bác sĩ da liễu Y học Northwestern cho biết. bạn đi bộ với mặt trần mỗi ngày dưới ánh nắng mặt trời, bạn phải chịu sự bắn phá liên tục của tia cực tím ở mức độ thấp. Điều này trở nên tồi tệ hơn vào những giờ cao điểm giữa ngày và mùa hè. Chúng ta biết làn da tiếp xúc với ánh nắng sẽ già đi so với làn da được bảo vệ bởi quần áo, điều đó gần như không thể hiện tuổi tác nhiều.”
Da cũng bị lão hóa do lão hóa theo thời gian và các yếu tố môi trường bên ngoài, trong đó có ô nhiễm môi trường.
Lu cho biết: “Tất cả những sự xúc phạm đến da đều dẫn đến các gốc tự do gây viêm và phá vỡ collagen. Đó là một trong những lý do khiến da già trông rất khác với da trẻ”.
Khi các nhà khoa học tạo ra các hạt nano tổng hợp được thiết kế bằng melanin, họ đã sửa đổi cấu trúc melanin để có khả năng nhặt gốc tự do cao hơn.
Melanin tổng hợp áp dụng cho da bị viêm
Chất melanin tổng hợp đang được bôi lên vùng da bị viêm. Ngay dưới bề mặt da là các gốc tự do màu xanh lá cây, còn được gọi là ROS, hay “các loại oxy phản ứng”. Nhà cung cấp hình ảnh: Yu Chen, Đại học Northwestern
Đồng tác giả Nathan Gianneschi, Giáo sư Hóa học, Khoa học & Kỹ thuật Vật liệu, Kỹ thuật Y sinh và Dược học tại Northwestern cho biết: “Melanin tổng hợp có khả năng loại bỏ nhiều gốc tự do hơn trên mỗi gam so với melanin của con người”. siêu melanin. Nó tương thích sinh học, có thể phân hủy, không độc hại và trong suốt khi thoa lên da. Trong nghiên cứu của chúng tôi, nó hoạt động như một miếng bọt biển hiệu quả, loại bỏ các yếu tố gây hại và bảo vệ da.”
Sau khi thoa lên da, melanin sẽ nằm trên bề mặt và không bị hấp thụ vào các lớp bên dưới.
Gianneschi cho biết: “Melanin tổng hợp ổn định và đưa da vào con đường chữa lành mà chúng ta thấy ở cả lớp trên cùng và khắp cơ thể”.
Xoay quanh một lý thuyết mới
Các nhà khoa học đã nghiên cứu melanin trong gần 10 năm, lần đầu tiên thử nghiệm melanin tổng hợp của họ dưới dạng kem chống nắng.
Gianneschi cho biết: “Nó bảo vệ da và các tế bào da khỏi bị hư hại. Tiếp theo, chúng tôi tự hỏi liệu melanin tổng hợp, có chức năng chủ yếu là hấp thụ các gốc tự do, có thể được bôi tại chỗ sau khi bị tổn thương da và có tác dụng chữa lành da hay không? Hóa ra nó hoạt động chính xác theo cách đó.”
Lu hình dung loại kem melanin tổng hợp sẽ được sử dụng như một chất tăng cường chống nắng để tăng cường bảo vệ và như một chất tăng cường trong kem dưỡng ẩm để thúc đẩy quá trình phục hồi da.
Lớp da Melanin tổng hợp. Yu Chen, Đại học Northwestern
Lu nói: “Bạn có thể bôi nó trước khi đi ra ngoài nắng và sau khi đi nắng. Tác động đến tổn thương và viêm da. Bạn đang bảo vệ da và đồng thời sửa chữa nó. Đó là quá trình sửa chữa liên tục.”
Lu cho biết loại kem này cũng có thể được sử dụng cho các vết phồng rộp và vết loét hở.
Kem bôi làm dịu hệ thống miễn dịch
Gianneschi và Lu phát hiện ra rằng kem melanin tổng hợp, bằng cách hấp thụ các gốc tự do sau chấn thương, đã làm dịu hệ thống miễn dịch. Lớp sừng, lớp ngoài của tế bào da trưởng thành, giao tiếp với lớp biểu bì bên dưới. Đây là lớp bề mặt, tiếp nhận tín hiệu từ cơ thể và từ thế giới bên ngoài.Bằng cách làm dịu đi tình trạng viêm nhiễm có tính hủy diệt ở bề mặt đó, cơ thể có thể bắt đầu lành lại thay vì bị viêm nặng hơn.
Lu cho biết: “Lớp biểu bì và các lớp trên có mối liên hệ với toàn bộ cơ thể. Điều này có nghĩa là việc ổn định các lớp trên có thể dẫn đến một quá trình chữa lành tích cực.”
Thí nghiệm diễn ra như thế nào
Các nhà khoa học đã sử dụng một loại hóa chất để tạo ra phản ứng phồng rộp đối với mẫu mô da người đặt trong đĩa. Vết phồng rộp xuất hiện dưới dạng sự tách rời các lớp trên của da với nhau.
Lu nói: “Nó rất viêm, giống như phản ứng của cây thường xuân độc. Làn da sau khi được điều trị bằng melanin tổng hợp hiện đã phục hồi được vùng da bị viêm. Họ đợi vài giờ, sau đó bôi kem melanin tại chỗ lên vùng da bị thương. Trong vài ngày đầu tiên, loại kem này tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng miễn dịch bằng cách ban đầu giúp các enzym nhặt gốc tự do của da phục hồi, sau đó bằng cách ngăn chặn việc sản xuất các protein gây viêm. Điều này bắt đầu một loạt các phản ứng trong đó họ quan sát thấy tỷ lệ chữa lành tăng lên đáng kể, bao gồm cả việc bảo tồn các lớp da khỏe mạnh bên dưới. Ở những mẫu không được điều trị bằng kem melanin, tình trạng phồng rộp vẫn tồn tại.
Lu cho biết: “Phương pháp điều trị này có tác dụng đưa làn da vào một chu kỳ chữa lành và phục hồi, được điều phối bởi hệ thống miễn dịch”.
Melanin có thể bảo vệ con người khỏi các chất độc bao gồm cả khí độc thần kinh
Gianneschi và Lu đang nghiên cứu melanin như một phần của chương trình nghiên cứu do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (DOD) và Viện Y tế Quốc gia (NIH) tài trợ. Điều này bao gồm việc xem melanin như một loại thuốc nhuộm cho quần áo cũng có tác dụng như một chất hấp thụ cho quần áo. chất độc trong môi trường, đặc biệt là khí độc thần kinh. Họ cho thấy họ có thể nhuộm đen quân phục bằng melanin và nó sẽ hấp thụ khí thần kinh.
Gianneschi cho biết: “Mặc dù nó có thể hoạt động theo cách tự nhiên nhưng chúng tôi đã thiết kế nó để tối ưu hóa khả năng hấp thụ các phân tử độc hại này bằng phiên bản tổng hợp của chúng tôi”.
Các nhà khoa học đang theo đuổi việc dịch lâm sàng và thử nghiệm kiểm tra hiệu quả của kem melanin tổng hợp. Ở bước đầu tiên, các nhà khoa học gần đây đã hoàn thành một thử nghiệm cho thấy rằng melanin tổng hợp không gây kích ứng da người.
Dựa trên quan sát của họ rằng melanin bảo vệ mô sinh học khỏi bức xạ năng lượng cao, họ phỏng đoán rằng đây có thể là phương pháp điều trị hiệu quả cho vết bỏng da do tiếp xúc với bức xạ.
Công trình đầy hứa hẹn này có thể cung cấp các lựa chọn điều trị tốt cho bệnh nhân ung thư đang trải qua xạ trị trong tương lai.
Tham khảo: “Bôi melanin tổng hợp tại chỗ sẽ thúc đẩy quá trình sửa chữa mô” của Dauren Biyashev, Zofia E. Siwicka, Ummiye V. Onay, Michael Demczuk, Dan Xu, Madison K. Ernst, Spencer T. Evans, Cường V. Nguyen, Florencia A. Son, Navjit K. Paul, Naneki C. McCallum, Omar K. Farha, Stephen D. Miller, Nathan C. Gianneschi và Kurt Q. Lu, ngày 2 tháng 11 năm 2023, npj Thuốc tái tạo.
DOI: 10.1038/s41536-023-00331-1
Các tác giả Tây Bắc khác bao gồm: Dauren Biyashev, Zofia Siwicka, Ummiye Onay, Michael Demczuk, Madison Ernst, Spencer Evans, Cường Nguyễn, Florencia Son, Navjit Paul, Naneki McCallum, Omar Farha, Stephen Miller và Dan Xu.
Nghiên cứu được hỗ trợ bằng khoản cấp U54 AR079795 từ Viện Viêm khớp, Bệnh Cơ xương và Da Quốc gia, của NIH và cấp FA9550-18-1-0142 từ DOD.
Theo Scitechdaily
