Data aktualizacji: 29 października, 2024
Współczesne produkty naturalne nie muszą bazować tylko na roślinnych wyciągach i ich składnikach. Nowinkę w branży stanowią roślinne komórki macierzyste – otrzymywane in vitro i cechujące się silnymi właściwościami regeneracyjnymi. Czym są i jak wykorzystać ich potencjał?
Czym są roślinne komórki macierzyste?
Komórki macierzyste (stem-cells) występują we wszystkich organizmach żywych – u ludzi, zwierząt i roślin. Są niewyspecjalizowanymi komórkami o wyjątkowych, utrzymujących się przez cały cykl życia komórki, zdolnościach regeneracyjnych i zdolności do rótriżnicowania się w wyspecjalizowane typy komórek.
W roślinach znajdują się przede wszystkim w kiełkujących nasionach, łodydze i korzeniu a dokładniej obszarach nazywanych merystemami. Są to małe komórki o cechach embrionalnych, które odpowiadają za odbudowę części lub całej rośliny. Charakteryzują je:
- wydłużony cykl komórkowy – obniżona dynamika podziałów,
- wysoki potencjał proliferacyjny (zdolność do różnicowania się),
- nieograniczona zdolność do samoodnowy (zdolności regeneracyjne),
- stan uśpienia metabolicznego.
Jak się otrzymuje roślinne komórki macierzyste?
Standardowo, roślinne komórki macierzyste są izolowane z obszarów tkanek twórczych (merystemów) a następnie powielane in vitro w hodowlach komórkowych metodą mikro-rozmnażania (mikropropagacji). Poprzez nacięcie wyselekcjonowanej części rośliny indukuje się rozwój kalusa, nazywanego też tkanką przyranną – masy niezróżnicowanych i szybko dzielących się komórek wytwarzanych w miejscu zranienia rośliny, które przekształcają się w komórki macierzyste. Następnie w specjalnych bioreaktorach prowadzona jest ich hodowla do celów produkcji ekstraktów z roślinnych komórek macierzystych.
Główną zaletą hodowli komórek macierzystych w warunkach laboratoryjnych jest możliwość przygotowywania ekstraktów bogatych w wybrane, pożądane metabolity wtórne – związki biologicznie czynne odpowiedzialne za działanie ekstraktu. O ile same kultury roślinne z reguły są ubogie w te substancje, w trakcie hodowli można pobudzić komórki do wytwarzania ich w większych ilościach a także ukierunkować na produkcję konkretnych substancji. W tym celu niezróżnicowaną hodowlę komórkową traktuje się elicytorami – czynnikami indukującymi biochemiczne reakcje obronne roślin a w konsekwencji zwiększoną produkcję związków odpowiedzialnych za właściwości lecznicze ekstraktu, m.in. polifenoli, kwasów fenolowych, flawonoidów, triterpenów i karotenoidów.
Jak działają komórki macierzyste roślin?
Dzięki swoim unikalnym właściwościom roślinne komórki macierzyste stanowią innowacyjny składnik, szeroko badany pod kątem jego możliwych zastosowań – w szczególności w kontekście ich wpływu na ludzką skórę. Obecne w nich substancje wpływają bezpośrednio lub pośrednio na proces opóźniania starzenia się skóry oraz wykazują właściwości stymulujące ludzkie komórki macierzyste naskórka i skóry właściwej do podziałów. Liczne badania potwierdzają, że ekstrakty roślinnych komórek macierzystych mogą korzystnie oddziaływać na skórę między innymi poprzez:
- ochronę komórek macierzystych przed wolnymi rodnikami oraz substancjami toksycznymi,
- zwiększenie zdolności naprawczych komórek macierzystych,
- przeciwdziałanie powstawaniu plam pigmentacyjnych poprzez ochronę melanocytów przed promieniowaniem UV,
- stymulację fibroblastów do produkowania macierzy zewnątrzkomórkowej oraz włókien kolagenowych
Roślinne komórki macierzyste wykazują za pośrednictwem tych mechanizmów m.in. działanie przeciwstarzeniowe, przeciwutleniające, regeneracyjne, ochronne przed promieniowaniem UV, przeciwzmarszczkowe, pobudzające syntezę kolagenu, wyrównujące koloryt skóry, zmniejszające przepuszczalność naczyń krwionośnych, nawilżające.
Możliwości zastosowania roślinnych komórek macierzystych
Obecnie roślinne komórki macierzyste są stosowane przede wszystkim w kosmetykach anti-aging, wspierając naturalne zdolności regeneracyjne skóry, działając rewitalizująco i chroniąc ją przed procesami starzenia. Efekty terapii mogą obejmować:
- poprawę napięcia, jędrności i gęstość,
- spłycenie zmarszczek,
- nawilżenie i odżywienie
- poprawę metabolizmu,
- wzmocnienie potencjału regeneracyjnego komórek skóry,
- ochronę przed wpływem szkodliwych czynników zewnętrznych (promieniowanie UV, zanieczyszczenia)
W przemyśle kosmetycznym ekstrakty roślinnych komórek macierzystych stanowią składniki kosmetyków pielęgnacyjnych przeznaczonych do cery dojrzałej, takich jak: sera, kremy i maski do twarzy, kremy pod oczy, kosmetyki do makijażu, oraz produkty do pielęgnacji włosów (oleje, odżywki i sera).
Trwają jednak także próby wprowadzenia roślinnych komórek macierzystych do przemysłu farmaceutycznego, poprzez wykorzystanie ich wyjątkowych zdolności w medycynie regeneracyjnej i leczeniu ran. Prace nad opracowaniem skutecznych preparatów przyśpieszających i wspomagających gojenie ran obejmują nie tylko wdrożenie roślinnych komórek macierzystych jako składników leczniczych maści/kremów, ale także opracowanie bazujących na włóknach roślinnych komórek macierzystych opatrunków hemicelulozowych nowej generacji.
Przykładowe ekstrakty roślinnych komórek macierzystych
Pierwsze roślinne komórki macierzyste pozyskiwane były z jabłek Malus domestica, a konkretniej rzadkiej szwajcarskiej odmiany jabłoni Uttwiler Spätlauber. Wykazywały one działanie opóźniające starzenie skóry, wygładzające zmarszczki, przeciwutleniające oraz efekt ochronny przed szkodliwym działaniem promieniowania UV.
W kolejnych latach stopniowo opracowywano nowe ekstrakty z innych gatunków roślin, m.in.: Argania spinosa (działanie przeciwstarzeniowe, przeciwzmarszczkowe, antycellulitowe), Vitis vinifera (działanie ochronne przed promieniowaniem UV i detoksykacyjne), Lycopersicon esculentum (silne działanie przeciwutleniające), Zingiber officinale (zwężanie porów i ograniczanie produkcji sebum).
Oprócz ekstraktów roślinnych komórek macierzystych pojedynczej rośliny otrzymywane mogą być także mieszanki dwóch lub więcej surowców.
Literatura:
- Gunia-Krzyżak A, Sowa A, Piska K, Żelaszczyk D i Marona H. Zaskakujące i niezwykłe składniki kosmetyków. Farmacja Polska 2021; 5(77): 287-296.
- Prombonas M, Grdeń M. Nieinwazyjne terapie opóźniające procesy starzenia się skóry – przegląd zabiegów. Kosmetologia Estetyczna 2016; 4(5): 399-403.
- Rubinowska K, Konarska A. Roślinne komórki macierzyste w kosmetyce [w:] Chwil M, Denisow B (red.) Wybrane aspekty biokosmetologii. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, Lublin 2021.
- Szymanowska A, Gronowicz A, Bielawska A i Bielawski K. Roślinne komórki macierzyste i ich zastosowanie w kosmetologii i medycynie regeneracyjnej. Biuletyn Wydziału Farmaceutycznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego 2019; 7: 36-42.
