Definicja i umiejscowienie
Keratynocyty stanowią główny typ komórek naskórka, najbardziej zewnętrznej z warstw skóry, stanowiąc około 90 procent znajdujących się tam komórek. Powstają one w najgłębszej warstwie naskórka, warstwie podstawnej (stratum basale) i przemieszczają się w górę do ostatniej warstwy ochronnej skóry, warstwy rogowej (stratum corneum). Tam keratynocyty występują jako pozbawione jądra, płaskie i silnie zrogowaciałe komórki płaskie (Eckert i Rorke, 1989).
Różnicowanie keratynocytów
Keratynocyty proliferują w warstwie podstawnej naskórka i zaczynają się różnicować w drodze na powierzchnię, przechodząc stopniowe różnicowanie. Podczas tego procesu głęboko zmieniają swoją morfologię i zaczynają produkować keratynę, cytokiny, czynniki wzrostu, interleukiny i czynniki dopełniające. Różnicowanie keratynocytów jest regulowane przez szereg czynników, jak również przez epigenetyczne mechanizmy regulacyjne (Lee, 2015).
Funkcja
Keratynocyty są wysoce wyspecjalizowane. Odgrywają istotną rolę w ochronie, ponieważ tworzą szczelną barierę, która zapobiega przedostawaniu się obcych substancji do organizmu, jednocześnie minimalizując utratę wilgoci, ciepła i innych składników. Komórki te pełnią również rolę strukturalną, tworząc ścisłe połączenia z innymi komórkami naskórka i utrzymując je w ich położeniu. Ponadto keratynocyty funkcjonują jako immunomodulatory po urazach skóry.
Zastosowania
- Hodowla komórek keratynocytów
Hodowla ludzkich keratynocytów w hodowli jednowarstwowej została po raz pierwszy opisana przez Rheinwalda i Greena ponad 30 lat temu. Od tego czasu dokonano wielu postępów w hodowli ludzkich keratynocytów, które mogą być hodowane zarówno w kulturze dwuwymiarowej, jak i trójwymiarowej (Rasmussen et al., 2013). Normalne ludzkie keratynocyty naskórkowe (NHEK) mogą być izolowane z napletka młodocianych lub z dorosłych normalnych tkanek ludzkich z różnych lokalizacji, w tym z twarzy, piersi, brzucha i ud. Do celów badawczych można wykorzystywać NHEK pochodzące od pojedynczych dawców lub od dawców łączonych. Optymalne stężenie wapnia w hodowli jest niezbędne do zapewnienia najlepszych warunków zarówno dla proliferacji, jak i różnicowania keratynocytów. - Charakterystyka
Na każdym etapie różnicowania keratynocyty wykazują ekspresję specyficznych keratyn, ale także innych markerów, takich jak inwolukryna, lorykryna, transglutaminaza, filagryna i kaspaza 14. - Zastosowania badawcze
Keratynocyty mogą być wykorzystywane w wielu zastosowaniach, takich jak badania nad rozwojem i różnicowaniem naskórka, badania nad wchłanianiem leków, testy farmaceutyczne, kosmetyczne i toksykologiczne oraz badania nad starzeniem się skóry. Są one również wykorzystywane w badaniach dermatologicznych, badaniach nad gojeniem się ran oraz badaniach nad nowotworami.
Interakcje z innymi komórkami w skórze
- Keratynocyty i fibroblasty
Komunikacja pomiędzy keratynocytami i fibroblastami jest niezbędna do utrzymania homeostazy skóry oraz do zapewnienia zrównoważonego procesu gojenia się ran (Wojtowicz, 2014). Te dwa typy komórek komunikują się za pomocą mechanizmów sygnalizacji parakrynnej. Zaburzenie tego wzajemnego kontaktu może prowadzić do powstawania przewlekłych ran. - Keratynocyty i melanocyty
Interakcja keratynocytów i melanocytów jest również kluczowa dla homeostazy naskórka. Melanocyty produkują melaninę, która pochłania fale UV i zapobiega uszkodzeniom DNA keratynocytów. Keratynocyty, z drugiej strony, stymulują funkcje melanocytów, takie jak proliferacja, różnicowanie i melanogeneza (Hirobe, 2014). - Keratynocyty i inne komórki
Keratynocyty mają funkcje immunomodulacyjne, które współdziałają z limfocytami i komórkami Langerhansa w skórze.
Rola w gojeniu ran i stanach zapalnych
- Keratynocyty w gojeniu ran
Keratynocyty są odpowiedzialne za odbudowę naskórka po urazach (Pastar i in., 2014). Proces ten, zwany reepitelializacją, jest niezbędny do pomyślnego zamknięcia rany. Kiedy skóra zostaje uszkodzona, keratynocyty ulegają aktywacji i migrują do rany, gdzie zaczynają proliferować, aby wypełnić ubytek. Podczas gojenia się rany, interakcje pomiędzy keratynocytami, fibroblastami i komórkami odpornościowymi są kluczowe dla pomyślnego procesu gojenia. Upośledzona funkcja keratynocytów prowadzi do uszkodzeń w procesie gojenia się ran i do ran przewlekłych. - Keratynocyty w stanie zapalnym
Kiedy bariera naskórkowa zostaje naruszona lub kiedy patogeny dostają się do skóry, wyzwalana jest odpowiedź zapalna. Keratynocyty aktywnie uczestniczą w tym procesie, ponieważ wyrażają cytokiny, które przekazują pozytywne lub negatywne sygnały do komórek odpornościowych.
Keratynocyty odgrywają również rolę w kilku alergicznych chorobach skóry (Albanesi i in., 2010), a także w przewlekłych chorobach zapalnych, takich jak łuszczyca, ponieważ mogą rekrutować i aktywować komórki dendrytyczne i leukocyty (Albanesi et al., 2018).
Keratynocyty firmy PromoCell
Hodowla in vitro ludzkich komórek skóry jest podstawowym narzędziem badawczym szeroko stosowanym do badania toksyczności skórnej, testów farmakologicznych i naprawy tkanek. Oferujemy kompleksowe portfolio pierwotnych ludzkich komórek skórnych, w tym keratynocytów, melanocytów, fibroblastów i komórek mieszków włosowych, aby wspierać te zastosowania badawcze.
Primary Normal Human Epidermal Keratinocytes są dostępne od pojedynczych lub zbiorowych dawców wyizolowanych z naskórka młodocianego napletka lub skóry dorosłych z różnych miejsc, takich jak twarz, piersi, brzuch i uda. Są one głównym typem komórek w naskórku, stanowiąc około 90% komórek. Dodatkowe informacje o dawcy, takie jak wiek, płeć i pigmentacja skóry są dostępne dla każdej wyprodukowanej partii.
Oprócz analizy markerów specyficznych dla danego typu komórek, każda wyprodukowana partia jest testowana pod kątem wydajności wzrostu poprzez wielokrotne pasażowanie do 15 podwojeń populacji (PD) w warunkach hodowli bez antybiotyków i antygrzybów. Ponadto, wszystkie komórki zostały przetestowane pod kątem braku obecności HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, HTLV-1, HTLV-2 oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych (grzybów, bakterii i mykoplazmy).