Закрыть
Вход
youtube Telegram Vkontakte
youtube telegram vkontakte

Полинуклеотиды: сила науки

16.03.2022
5130
6 мин на прочтение
Подоплекина Наталья Дмитриевна
Биоревитализация полинуклеотидами. Революционное омоложение кожи. PDRN. Сегодня все обсуждают полинуклеотиды. Что скрывается за аббревиатурой и что вообще такое полинуклеотиды. Разбираемся с новой регенеративной методикой.

Первая ассоциация, которую рождает воображение при упоминании полинуклеотидов, это ДНК и РНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота и рибонуклеиновая кислота – примеры полинуклеотидов.

В наш век почти любой житель планеты слышал о структуре ДНК, видел известную перекрученную спираль и знает, что в ней зашифрована генетическая информация всего живого. Но долгое время в истории ДНК имелось множество белых пятен.

Одно успешно замазали Френсис Крик, Д. Уотсон и Морис Х. Ф. Уилкинсон, получившие за открытие молекулярной структуры нуклеиновых кислот Нобелевскую премию.

Второе пятно растворилось в пробирке органического химика из Колумбийского университета Эрвина Чаргаффа, который сравнивал составы оснований различных ДНК1.

Чаргафф, с внешностью Пола Ньюмена в молодости и Шерлока Холмса в старости (он курил трубку), австриец по происхождению, получивший превосходное классическое образование, по воспоминаниям современников, любил сопровождать свои лабораторные записи непонятными фразами на латыни и отсылками к греческой мифологии и не гнушался саркастических выходок, что, впрочем, было свойственно многим ученым.

Он щелкал полинуклеотиды словно орешки то щелочью, то хроматографическими методами, измеряя их количество по способности поглощать УФ-свет. Он сделал множество сравнений молярных отношений и установил соотношение азотистых оснований в ДНК (известное как «правило Чаргаффа»). Пурины, пиримидины, амино- и кетогруппы – все это заслуги Чаргаффа.

Все эти важные биологические события произошли на излете 1950-х годов. Открытия позволили заглянуть в тайные закоулки полинуклеотидов, их изучить и затем разработать пути возможного применения. И, конечно, не только упомянутый выше квартет ученых был причастен к разоблачению их тайн. Начало было положено еще в XIX столетии, но мы в столетии XXI на страницах Портала о косметологии. И отнюдь неслучайно осмелились вступить в большую науку и заговорить о полинуклеотидах применительно к коже.

Современная косметология – динамичная область медицины, и тенденции ее таковы, что врачи ищут способы не только визуального омоложения глубоких слоев кожи с помощью коллагена, гиалуроновой кислоты, гликопротеинов и др., но и стимулирования фибробластов через доставку аутологичных компонентов и активизацию их метаболической активности2. В этой роли полинуклеотиды как раз и выходят на главную сцену.

Для справки. Нуклеиновая кислота – высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Одна молекула полинуклеотида состоит из 14 или более мономеров нуклеотида в структуре цепи.

У ДНК две цепи полинуклеотидов, которые расположены по спирали, РНК же одноцепочечная молекула.

Полидезоксирибонуклеотид (PDRN, ПДРН) представляет собой препарат, полученный из ДНК. Это линейный полимер, состоящий из смеси двухцепочечных дезоксирибонуклеотидов с длиной цепи 80–2200 пар оснований и молекулярной массой от 50 до 1500 кДа.

Считается, что такой размер молекулы оптимален для ранозаживления и он был установлен в ходе экспериментов на мышах3. Им инъецировали ПДРН разной массы в иссеченную кожу: низкомолекулярный (<50 кДа), среднемолекулярный (50–1500 кДа) и высокомолекулярный (> 1500 кДа). Иммуногистохимия показала, что молекулярная масса ПДРН не влияла на закрытие раны, но влияла на качество регенерации. Среди исследованных размеров раньше всех ранозаживление произошло при введении среднемолекулярных ПДРН. В образцах кожи коллаген созревал лучше, а закрытие раны сопровождалось повышенной реэпителизацией4.

Полинуклеотиды в основном получают из зародышевых клеток разных видов рыб (гонад).

Гонады – отличный источник высококачественной ДНК, у которой нет активных белков и пептидов, что исключает риск аллергической реакции и гарантирует безопасность5. После экстракции ПДРН очищают и стерилизуют при высокой температуре, при этом чистота конечного продукта превышает 95%6.

В литературном обзоре по полинуклеотидам южнокорейские исследователи подсчитали7, что в основном ПДРН получают из рыб семейства лососевых – O. mykiss (40 исследований) и O. keta (29 исследований). В этих видах содержатся биологически активные соединения, обладающие антиапоптозными, антигипертензивными и регенеративными свойствами. Сырье используют компании Mastelli Srl (Италия), Pharmaresearch Product (Pangyo, Корея), Mastelli Srl (Сан-Ремо, Италия), Maruha Nichiro (Токио, Япония), BMI Korea (Сеул, Корея), Genoss (Сувон, Корея), BR Pharm (Гангвон-до, Корея), Han Wha Pharma Co., Ltd. (Сеул, Корея) и Kyongbo Pharm (Сеул, Корея). Наименование – Ok-PDRN.

Еще ПДРН извлекают из рыб семейства осетровых (3 исследования). У осетровых самая высокая скорость роста. Сырье использует компания Veritas (Италия). Наименование – As-PDRN.

Благодаря своей химической структуре полинуклеотиды свободно циркулируют в плазме крови и вместе с кровотоком распределяются по тканям. Биодоступность находится в диапазоне 80–90 % с пиковыми уровнями через 1 ч. после введения, периодом полувыведения 3,5 ч., что было оценено на модели in vivo и подтверждено клиническими исследованиями8. Они не метаболизируются в печени, но расщепляются неспецифическими плазменными или мембраносвязанными ДНК-нуклеазами и выводятся с мочой и, в меньшей степени, калом. При биодеградации ПДРН образуются активные олиго- и мононуклеотиды, пурины и пиримидины.

Филлеры на основе ПДРН не только заполняют морщины, но улучшают регенерацию в поврежденной ткани, что приводит к ее более естественному восстановлению.

Использование полинуклеотидов для омоложения кожи в основном связано с их ранозаживляющим и противовоспалительном действием, при этом многие исследования показали, что нуклеотиды и нуклеозиды стимулируют рост клеток9 и заживление ран10.

Исследования in vitro показали трофическое действие на фибробласты человека в первичных культурах прежде всего за счет увеличения метаболической активности фибробластов – основных клеток, контролирующих обновление различных компонентов дермы. По-видимому, ПДРН стимулируют секрецию коллагена и других белков внеклеточного матрикса. ПДРН способствуют регенерации нескольких аутологичных ключевых компонентов кожи, таких как гликозаминогликаны, гликопротеины и фибриллы, помогая поддерживать физиологические функции ткани. Длительная изоосмотическая гидратация способствует воссозданию в дермальном матриксе наиболее благоприятных физиологических условий для стимуляции метаболической активности и регенерации фибробластов11.

Полинуклеотиды взаимодействуют с аденозиновыми рецепторами A2A (A2AR) и стимулируют синтез или репарацию ДНК, восстанавливая пролиферацию клеток и рост по так называемому «пути спасения». Этот эффективный энергосберегающий метаболический путь, через который PDRN снабжает клетки нуклеотидами и основаниями, представляет собой особенность методики12.

Инъекции полинуклеотидов привели к заметному увеличению маркеров ангиогенеза, таких как CD31, трансглутаминаза-II и ангиопоэтин-113.

Полинуклеотиды оказывает увлажняющее действие и быстро действуют как заполнитель объема, настраивая фибробласты на производство новых матричных гликозаминогликанов и коллагеновых и эластиновых фибрилл.

Основные показания к применению полинуклеотидов в области лица: деформация слезной борозды, устранение подглазничных впадин и других локальных участков депрессии тканей, теней и пустот, коррекция носогубной складки, мочки ушей, скулового выступа и субмалярной области14.

Однако в научной литературе есть описания и прочих антивозрастных свойств полинуклеотидов. Так, одно исследование отметило антимеланогенное действие Om-PDRN: инъекции дозозависимо снизили синтез меланина и активность тирозиназы15.

В другом исследовании Om-PDRN снизил уровни активных форм кислорода и экспрессию медиаторов воспаления и цитокинов IL-1β, индуцируемой NO-синтазы и TNF-α на линии клеток хондроцитов человека16.

Отмечалось и влияние Om-PDRN на гомеостаз стареющих клеток кожи, что выражалось в снижении экспрессии мРНК и белка меланогенных факторов (MITF, TRP1, TRP2 и тирозиназы) и активность фермента тирозиназы17.

Уже появились исследования сочетанного применения полинуклеотидов с гиалуроновой и поли-L-молочной кислотами18. Исследователи установили, что полимер гиалуроновой кислоты демонстрирует превосходную биосовместимость и влияет на клеточную сигнализацию, пролиферацию и дифференцировку, а полинуклеотид индуцирует рост клеток фибробластов и остеобластов кожи человека.

Микросферы поли-L-молочной кислоты в сочетании с полинуклеотидом имели сферическую поверхность и более узкое распределение частиц, более высокие значения вязкости и эластичности и аналогичную осмоляльность в сравнении с филлером только на основе поли-L-молочной кислоты. Такой филлер сохранял более стабильный объем, чем филлер на основе ГК, в течение 24 недель после введения.

Выводы

ПДРН – это препарат на основе ДНК, индуцирует синтез и репарацию ДНК посредством так называемого пути спасения и способствует заживлению ран посредством активации A2AR.

Регенеративный эффект ПДРН связан с влиянием на синтез коллагена и противовоспалительными свойствами.

ПДРН улучшает качество закрытия раны и сокращает время заживления без побочных эффектов.

Источники:

  1. https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/polynucleotide
  2. Park, Kui & Seok, Joon & Rho, Nark-Kyoung & Kim, Beom & Kim, Myeung. (2015). Long-chain Polynucleotide Filler for Skin Rejuvenation: Efficacy and Complications in Five Patients. Dermatologic Therapy. 29. n/a-n/a. 10.1111/dth.12299; Palmieri A, Avantaggiato A, Cura F, Papalia R, Casale M, Bressi F, Scapoli L. Effect of biostimulation on oral fibroblast: a pilot study. J Biol Regul Homeost Agents. 2017 Dec 27;31(4 Suppl 2):139-145.
  3. Hwang K-H, Kim J-H, Park EY, Cha S-K. An effective range of polydeoxyribonucleotides is critical for wound healing quality. Mol. Med. Rep. 18(6), 5166–5172 (2018).
  4. Jeong W, Yang CE, Roh TS, Kim JH, Lee JH, Lee WJ. Scar Prevention and Enhanced Wound Healing Induced by Polydeoxyribonucleotide in a Rat Incisional Wound-Healing Model. Int J Mol Sci. 2017 Aug 3;18(8):1698. doi: 10.3390/ijms18081698; Chung KI, Kim HK, Kim WS, Bae TH. The effects of polydeoxyribonucleotide on the survival of random pattern skin flaps in rats. Arch Plast Surg. 2013 May;40(3):181-6. doi: 10.5999/aps.2013.40.3.181. Epub 2013 May 16.
  5. Altavilla D, Bitto A, Polito F et al. Polydeoxyribonucleotide (PDRN): a safe approach to induce therapeutic angiogenesis in peripheral artery occlusive disease and in diabetic foot ulcers. Cardiovasc. Hematol. Agents Med. Chem. 7(4), 313–321 (2009).
  6. Bianchini P, Tellini N, Morani AM, Folloni MG. Pharmacological data on polydeoxyribonucleotide of human placenta. Int. J. Tissue React. 3(3–4), 151–154 (1981).
  7. Kim T-H, Heo S-Y, Oh G-W, Heo S-J, Jung W-K. Applications of Marine Organism-Derived Polydeoxyribonucleotide: Its Potential in Biomedical Engineering. Marine Drugs. 2021; 19(6):296. https://doi.org/10.3390/md19060296
  8. Squadrito F, Bitto A, Irrera N et al. Pharmacological activity and clinical use of PDRN. Front. Pharmacol. 8(APR), 1–7 (2017).
  9. Rathbone MP, Middlemiss PJ, Gysbers JW, DeForge S, Costello P, Del Maestro RF. Purine nucleosides and nucleotides stimulate proliferation of a wide range of cell types. In Vitro Cell Dev Biol 1992: 28: 529–536. 3. Lemmens R, Vanduffel L, Teuchy H, Culic O. Regulation of proliferation of LLC-MK2 cells by nucleosides and nucleotides: the role of ecto-enzymes. Biochem J 1996: 316: 551–557
  10. Jin H, Seo J, Eun SY, et al. P2Y2 R activation by nucleotides promotes skin wound-healing process. Exp Dermatol 2014: 23: 480–485. 5.
  11. Sini P, Denti A, Cattarini G, Daglio M, Tira ME, Balduini C. Effect of polydeoxyribonucleotides on human fibroblasts in primary culture. Cell Biochem Funct 1999: 17: 107–114.
  12. Colangelo MT, Galli C, Guizzardi S. The effects of polydeoxyribonucleotide on wound healing and tissue regeneration: a systematic review of the literature. Regen Med. 2020 Aug 6. doi: 10.2217/rme-2019-0118.
  13. Galeano M, Bitto A, Altavilla D, et al. Polydeoxyribonucleotide stimulates angiogenesis and wound healing in the genetically diabetic mouse. Wound Repair Regen 2008: 16: 208–217.
  14. Cavallini, M, De Luca, C, Prussia, G, Raichi, M. PN-HPT® (Polynucleotides Highly Purified Technology) in facial middle third rejuvenation. Exploring the potential. J Cosmet Dermatol. 2022; 21: 615– 624. https://doi.org/10.1111/jocd.14578
  15. Noh, T.K.; Chung, B.Y.; Kim, S.Y.; Lee, M.H.; Kim, M.J.; Youn, C.S.; Lee, M.W.; Chang, S.E. Novel anti-melanogenesis properties of polydeoxyribonucleotide, a popular wound healing booster. Int. J. Mol. Sci. 2016, 17, 1448
  16. Shrestha, S.; Shrestha, S.M.; Pradhan, A.; Aryal, S. Platelet rich fibrin and bone graft in the treatment of intrabony defect in periodontitis patients. J. Nepal. Soc. Periodontol. Oral Implantol. 2018, 2, 49–55
  17. Kim, Y.-J.; Kim, M.-J.; Kweon, D.-K.; Lim, S.-T.; Lee, S.-J. Polydeoxyribonucleotide activates mitochondrial biogenesis but reduces MMP-1 activity and melanin biosynthesis in cultured skin cells. Appl. Biochem. Biotechnol. 2019, 191, 540–554
  18. Ye Jin Lee, Hak Tae Kim, You Jin Lee, Seung Hwan Paik, Young Seon Moon, Woo Jin Lee, Sung Eun Chang, Mi Woo Lee, Jee Ho Choi, Joon Min Jung & Chong Hyun Won (2022) Comparison of the effects of polynucleotide and hyaluronic acid fillers on periocular rejuvenation: a randomized, double-blind, split-face trial, Journal of Dermatological Treatment, 33:1, 254-260, DOI: 10.1080/09546634.2020.1748857; Oh, H., Lee, S., Na, J. et al. Comparative Evaluation of Safety and Efficacy of a Novel Hyaluronic Acid-polynucleotide/Poly-L-lactic Acid Composite Dermal Filler. Aesth Plast Surg 45, 1792–1801 (2021). https://doi.org/10.1007/s00266-021-02295-3.

Комментарии

(0) комментариев
Войти чтобы оставить комментарий

Еще по теме

Причину очаговой алопеции не нашли в кишечнике
Регенеративная медицина
Причину очаговой алопеции не нашли в кишечнике
Турецкие дерматологи опровергли гипотезу о том, что повышенная проницаемость стенок ЖКТ может усугуб...
FDA предупредило насчет гидрохинона
Регенеративная медицина
FDA предупредило насчет гидрохинона
Письма-предупреждения были разосланы агентством в адрес двенадцати компаний. Их раскритиковали за пр...
Найдено еще одно недостающее звено в патогенезе акне
Регенеративная медицина
Найдено еще одно недостающее звено в патогенезе акне
Дерматологи из Германии определили, какая связь может быть между акне и дефицитом омега-3 жирных кис...
Меланома: научные данные весны-2022
Регенеративная медицина
Меланома: научные данные весны-2022
Специальный выпуск дайджеста Портала посвящен актуальным исследованиям в диагностике и лечении мелан...