Moderní přírodní produkty nemusí být založeny pouze na rostlinných extraktech a jejich složkách. Novinkou v oboru jsou rostlinné kmenové buňky – získané in vitro a vyznačující se silnými regeneračními vlastnostmi. Čím jsou a jak využít jejich potenciál?
Čím jsou rostlinné kmenové buňky?
Kmenové buňky (stem-cells) se vyskytují ve všech živých organismech – u člověka, zvířat i rostlin. Jsou to nespecializované buňky s jedinečnými regeneračními schopnostmi a schopností diferenciace na specializované typy buněk, které přetrvávají po celý životní cyklus buňky.
U rostlin se nacházejí především v klíčících semenech, stoncích a kořenech, přesněji řečeno v oblastech zvaných meristémy. Jedná se o malé buňky s embryonálními charakteristikami, které jsou zodpovědné za rekonstrukci části nebo celé rostliny. Charakterizuje je:
- prodloužený buněčný cyklus – snížená dynamika dělení,
- vysoký proliferační potenciál (schopnost diferenciace),
- neomezená schopnost sebeobnovy (regenerační schopnosti),
- stav metabolické dormance.
Jak se získávají rostlinné kmenové buňky?
Typicky se rostlinné kmenové buňky izolují z oblastí tvůrčích tkání (meristémy) a poté se množí in vitro v buněčných kulturách pomocí metody mikropropagace. Naříznutím vybrané části rostliny je navozen vývoj kalusu, nazývaného také tkáň rány – masy nediferencovaných a rychle se dělících buněk produkovaných v místě rány rostliny, které se přeměňují na kmenové buňky. Následně jsou kultivovány ve speciálních bioreaktorech pro výrobu extraktů z rostlinných kmenových buněk.
Rostlinné kmenové buňky
Hlavní výhodou kultivace kmenových buněk v laboratorních podmínkách je možnost připravovat extrakty bohaté na vybrané, žádané sekundární metabolity – biologicky aktivní sloučeniny odpovědné za působení extraktu. Zatímco samotné rostlinné kultury jsou na tyto látky většinou chudé, při kultivaci je možné stimulovat buňky k jejich produkci ve větším množství a usměrňovat produkci specifických látek. Za tímto účelem je nediferencovaná buněčná kultura ošetřena elicitory – faktory, které indukují biochemické obranné reakce rostlin a následně zvýšenou produkci sloučenin odpovědných za léčivé vlastnosti extraktu, včetně: polyfenoly, fenolové kyseliny, flavonoidy, triterpeny a karotenoidy.
Jak fungují rostlinné kmenové buňky?
Rostlinné kmenové buňky jsou díky svým jedinečným vlastnostem inovativní složkou, široce zkoumanou pro jejich možné aplikace – zejména v souvislosti s jejich vlivem na lidskou pokožku. Látky v nich obsažené přímo či nepřímo ovlivňují proces oddalování stárnutí pokožky a mají vlastnosti, které stimulují lidské kmenové buňky epidermis a dermis k dělení. Četné studie potvrzují, že extrakty rostlinných kmenových buněk mohou mít příznivý účinek na pokožku, mimo jiné prostřednictvím:
- ochrany kmenových buněk před volnými radikály a toxickými látkami,
- zvýšení opravné kapacity kmenových buněk,
- předcházení vzniku pigmentových skvrn ochranou melanocytů před UV zářením,
- stimulace fibroblastů k produkci extracelulární matrix a kolagenových vláken
Prostřednictvím těchto mechanismů rostlinné kmenové buňky fungují mimo jiné: proti stárnutí, antioxidačně, regeneračně, chrání proti UV záření, proti vráskám, stimulují syntézu kolagenu, vyrovnávají tón pleti, snižují propustnost krevních cév, hydratují.
Možnosti využití rostlinných kmenových buněk
V současnosti se rostlinné kmenové buňky používají především v kosmetice proti stárnutí, podporují přirozené regenerační schopnosti pokožky, revitalizují ji a chrání před procesem stárnutí. Účinky terapie mohou zahrnovat:
- zlepšení napětí, pevnosti a hustoty,
- redukce vrásek,
- hydrataci a vyživení
- zlepšení metabolismu,
- posílení regeneračního potenciálu kožních buněk,
- ochrana před škodlivými vnějšími faktory (UV záření, znečištění)
V kosmetickém průmyslu jsou extrakty rostlinných kmenových buněk složkami pečující kosmetiky určené pro zralou pleť, jako jsou: séra, pleťové krémy a masky, oční krémy, odličovací kosmetika a přípravky pro péči o vlasy (oleje, kondicionéry a séra).
Probíhají však také pokusy zavádějící rostlinné kmenové buňky do farmaceutického průmyslu, využitím jejich jedinečných schopností v regenerativní medicíně a léčbě ran. Práce na vývoji účinných přípravků pro urychlení a podporu hojení ran zahrnuje nejen implementaci rostlinných kmenových buněk jako přísad do léčivých mastí/krémů, ale také vývoj hemicelulózových obvazů nové generace na bázi vláken rostlinných kmenových buněk.
Příklady extraktů rostlinných kmenových buněk
První rostlinné kmenové buňky byly získány z jablek Malus domestica, konkrétně ze vzácné švýcarské odrůdy jablek Uttwiler Spätlauber. Prokázaly účinky proti stárnutí, vyhlazující vrásky, antioxidační a ochranné účinky proti škodlivým účinkům UV záření.
V následujících letech byly postupně vyvíjeny nové extrakty z jiných rostlinných druhů, mj.: Argania spinosa (působí proti stárnutí, proti vráskám, proti celulitidě), Vitis vinifera (působí ochranně proti UV záření a detoxikačně), Lycopersicon esculentum (silný antioxidační účinek), Zingiber officinale (zúžení pórů a omezení tvorby kožního mazu).
Kromě extraktů rostlinných kmenových buněk z jedné rostliny lze získat také směsi dvou nebo více surovin. Příkladem takové složky může být SilvaCell. Extrakt pod tímto názvem obsahující směs účinných látek z buněčných kultur jalovce a lišejníku má antimikrobiální, protizánětlivé a regenerační vlastnosti, lze jej tedy efektivně využít při léčbě akné a problémů s nadměrnou sekrecí kožního mazu.
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.