Φυτικά βλαστοκύτταρα και οι εφαρμογές τους: Ειδική έμφαση στα προϊόντα που διατίθενται στο εμπόριο

1 Amity Institute of Pharmacy, Amity University, Noida,Uttar Pradesh 201313, Ινδία

2 Τμήμα Βοτανικής, Πανεπιστήμιο Ege, Σμύρνη, Τουρκία

Αφηρημένη

μίσχοι κιστανιού

Εισαγωγή

Τα φυτικά βλαστοκύτταρα είναι εγγενώς αδιαφοροποίητα κύτταρα που υπάρχουν στους μεριστωματικούς ιστούς, παρέχοντάς τους ζωτικότητα και σταθερή παροχή πρόδρομων κυττάρων που αργότερα διαφοροποιούνται σε διάφορα μέρη ή ιστούς (Batygina 2011). Οι δύο ζωτικές πηγές βλαστοκυττάρων στα φυτά είναι οι κορυφαίοι και οι πλάγιοι μεριστωματικοί ιστοί (Dodueva et al. 2017). Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτών των κυττάρων είναι η αυτοανανέωση και η ικανότητα δημιουργίας διαφοροποιημένων κυττάρων (Xu and Huang 2014). Τα φυτικά βλαστοκύτταρα δεν υφίστανται τη διαδικασία της γήρανσης και της γήρανσης, υφίστανται διαφοροποίηση για να σχηματίσουν εξειδικευμένα και μη εξειδικευμένα κύτταρα. Αυτά με τη σειρά τους έχουν τη δυνατότητα να αναπτυχθούν σε οποιοδήποτε όργανο ή ιστό. Επομένως, τα φυτικά βλαστοκύτταρα ονομάζονται παντοδύναμα κύτταρα. Τέτοια κύτταρα έχουν τη δυνατότητα να αναγεννηθούν και ως εκ τούτου να οδηγήσουν στο σχηματισμό νέων οργάνων κατά τη διάρκεια της ζωής ενός είδους (Dinneny and Benfey 2008). Τα φυτικά βλαστοκύτταρα είναι μια μορφή προσαρμογής, αλλά λόγω της ακινησίας τους, είναι δύσκολο για τα φυτά να αντιμετωπίσουν επικίνδυνα και στρεσογόνα ερεθίσματα. Έχει υποτεθεί ότι τα βλαστοκύτταρα βοηθούν τα φυτά να επιβιώσουν σε σκληρές εξωτερικές συνθήκες διατηρώντας έτσι τη ζωή των φυτών (Sena 2014). Αυτά τα κύτταρα διαφοροποιούνται με βάση τη δράση τους (Πίνακας 1) (Crespi and Frugier 2008; Kretser 2007; Sablowski 2007; Verdeil et al. 2007; Vijan 2016) ή τη θέση τους (Πίνακας 2) (Bäurle and Laux 2003; 2003, Stahl and Simon 2005).

Πολλαπλασιασμός φυτικών βλαστοκυττάρων σε καλλιέργεια

Μερικοί από τους σημαντικούς παράγοντες που συμβάλλουν στη διατήρηση των βλαστοκυττάρων στα φυτά είναι γνωστοί. Αυτά περιλαμβάνουν τα σήματα που μεταδίδονται από το μικροπεριβάλλον και τον επιγενετικό έλεγχο των βλαστοκυττάρων με τρόπο παρόμοιο με αυτόν στα θηλαστικά (Weigel και Jürgens 2002). Τα ώριμα φυτικά βλαστοκύτταρα αποτελούνται από παντοδύναμα βλαστοκύτταρα που είναι ικανά να αναγεννηθούν σε ένα εντελώς νέο φυτό. Η τεχνική της καλλιέργειας φυτικών ιστών επικεντρώνεται στη διαδικασία πολλαπλασιασμού φυτικών βλαστοκυττάρων με αποτέλεσμα είτε τον σχηματισμό ενός ολόκληρου νέου φυτού ή ιστού ή συγκεκριμένων τύπων μεμονωμένων κυττάρων στην καλλιέργεια με σκοπό τη συλλογή φυτικών μεταβολιτών (Sang et al. 2018 ). Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται για την τυποποίηση της παραγωγής φυτικού υλικού υπό στείρες συνθήκες, ανεξάρτητα από περιβαλλοντικούς περιορισμούς. Σχεδόν όλοι οι φυτικοί ιστοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την έναρξη της καλλιέργειας ιστών (Takahashi and Suge 1996). Το υλικό ιστού που λαμβάνεται για καλλιέργεια ονομάζεται έκφυτο, του οποίου η επιφάνεια κοπής παρέχει την απαραίτητη περιοχή για νέα κύτταρα. Αυτό μοιάζει με μια αντίδραση επούλωσης πληγών. Τα κύτταρα αποδιαφοροποιούνται περαιτέρω, χάνοντας τα διακριτικά χαρακτηριστικά των φυσιολογικών φυτικών κυττάρων για να δημιουργήσουν μια άχρωμη κυτταρική μάζα που ονομάζεται κάλος, όπου τα βλαστοκύτταρα είναι συγκρίσιμα με εκείνα στις μερισματικές περιοχές. Τα κύτταρα κάλου καλλιεργούνται ως μεμονωμένα κύτταρα ή μικρές ομάδες κυττάρων σε υγρή καλλιέργεια για υψηλότερη απόδοση (Imseng et al. 2014; Pavlovic and Radotic 2017; Perez-Garcia and Moreno Risueno 2018). Διάφορα βήματα και τεχνικές που εμπλέκονται στη διαδικασία πολλαπλασιασμού και εξαγωγής βλαστοκυττάρων από φυτά φαίνονται στο Σχήμα 1.

Αντιγηραντική σωληναριακή σαλπιγγοειδής

Δυνατότητα φυτικών βλαστοκυττάρων

Οι αναδυόμενες τάσεις στα καλλυντικά περιλαμβάνουν αντιγηραντικές κρέμες που αποτελούνται από σύμπλοκα φυτικής προέλευσης που προέρχονται από το Mirabilis jalapa και το ινδικό φρούτο φραγκοστάφυλου Phyllanthus Emblica (Choi et al. 2015). Εκτός από αυτά, ορισμένα προϊόντα περιποίησης μαλλιών με βάση τη μέντα προέρχονται επίσης με την τεχνική της καλλιέργειας φυτικών κυττάρων (Barbulova και Apone 2014). Ορισμένα προϊόντα αποτελούνται από έναν συνδυασμό συστατικών που βασίζονται σε φυτικά και ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, όπου η τροποελαστίνη είναι το συστατικό που προέρχεται από ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Πολλοί κατασκευαστές καλλυντικών ισχυρίζονται τη χρήση τεχνολογίας βλαστοκυττάρων στα προϊόντα τους (Schmid et al. 2008). Τα επαγγελματικά καλλυντικά περιποίησης δέρματος αποτελούνται από ενεργά παράγωγα εκχυλισμάτων από φυτικά βλαστοκύτταρα και όχι από ζωντανά φυτικά βλαστοκύτταρα. Έτσι, τα ισχυριζόμενα αποτελέσματα όπως το λείο και σφριγηλό δέρμα οφείλονται στην παρουσία αντιοξειδωτικών σε φυτικά εκχυλίσματα (Schmid et al. 2008). Σημαντικά φυτικά συστατικά όπως αντιοξειδωτικές και αντιφλεγμονώδεις ενώσεις βρίσκονται σε διάφορα φυτά όπως τα σταφύλια (Vitis vinifera), οι πασχαλιές (Syringa vulgaris) και τα ελβετικά μήλα (Uttwiler spatlauber). Τα καλλυντικά που περιέχουν αυτά τα εκχυλίσματα είναι ικανά να επιδεικνύουν φωτοπροστατευτική δράση έναντι βλαβών που προκαλούνται από τις ακτίνες UV (Reisch 2009). Αντιοξειδωτικές ενώσεις με βάση τα φρούτα, όπως η ανθοκυανίνη και η κουρκουμίνη, βρίσκονται στα σταφύλια και στον κουρκουμά αντίστοιχα, ενώ τα βλαστοκύτταρα του μήλου θεωρούνται πλούσια σε φυτοθρεπτικά συστατικά όπως καροτενοειδή και φλαβονοειδή (Prhal et al. 2014). Αρκετές άλλες βοτανικές πηγές αναπτύσσονται επί του παρόντος ως καλλυντικά προϊόντα, όπως οι ντομάτες (Solanum Lycopersicum), τα μήλα οπωρώνων (Malus Domestica), το τζίντζερ (Zingiber of canale), τα μούρα (Rubus chamaemorus), το edelweiss (Leontopodium nivale) και τα μπουμπούκια argan (Argania Spinosa), κ.λπ. (Georgiev et al. 2018; Tito et al. 2011; Fu et al. 2001).

Σύγκριση φυτικών και ζωικών βλαστοκυττάρων

Τα βλαστοκύτταρα είναι μια ομάδα αδιαφοροποίητων κυττάρων, ικανά να σχηματίσουν μια ποικιλία εξειδικευμένων κυττάρων — ενεργώντας έτσι ως κύριο κλειδί. Τέτοια κύτταρα είναι επιτακτικά για την ανάπτυξη και τη δημιουργία ιστών. Στα θηλαστικά, το μεγαλύτερο μειονέκτημα των βλαστοκυττάρων είναι ότι τα εξειδικευμένα κύτταρα δεν μπορούν να επιστρέψουν στην αρχική τους αδιαφοροποίητη κατάσταση. Αυτός ο περιορισμός ξεπερνιέται στην περίπτωση των φυτικών βλαστοκυττάρων που μπορούν να επανέλθουν στην αρχική τους κατάσταση χωρίς κανέναν εξωτερικό χειρισμό. Τα φυτά αναλαμβάνουν μια φυσική διαδικασία επαναπρογραμματισμού προκειμένου να αναπληρώσουν τα βλαστοκύτταρά τους (Heidstra and Sabatini 2014). Παρόλο που οι πρωτεΐνες στα συστήματα βλαστοκυττάρων θηλαστικών και στα συστήματα βλαστοκυττάρων φυτών ποικίλλουν στη φύση, μπορούν να παρατηρηθούν σημαντικές ομοιότητες στον τρόπο που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η διαδικασία κατά την οποία τα βλαστοκύτταρα ενισχύουν ή αποδυναμώνουν το ένα το άλλο (Zubov 2016; Greb and Lohmann 2016). Τα ζωικά κύτταρα είναι ευάλωτα στο να επανέλθουν σε κατάσταση βλαστοκυττάρων ως αποτέλεσμα εξωτερικού χειρισμού. Ωστόσο, η διαδικασία περιλαμβάνει βήματα όπως η αύξηση της συγκέντρωσης ειδικών πρωτεϊνών που την καθιστούν εξαιρετικά ευαίσθητη και πολύπλοκη. Με την απόκτηση καλύτερης εικόνας για τους λόγους που οδηγούν στον εύκολο χειρισμό των φυτικών κυττάρων σε σύγκριση με τα ζωικά κύτταρα, το κλινικό δυναμικό του επαναπρογραμματισμού των κυττάρων στον άνθρωπο μπορεί να βελτιωθεί (You et al. 2014). Οι μαθηματικοί τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματικό εργαλείο για την ανάλυση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια της εξέλιξης των βλαστοκυττάρων, καθώς και των αλληλεπιδράσεων που λαμβάνουν χώρα μεταξύ των πρωτεϊνών και των γονιδίων που συνδέονται με τη διαδικασία σχηματισμού βλαστοκυττάρων (Sablowski 2004) (Εικ. 2).

Φυτικά βλαστοκύτταρα v/s εκχυλίσματα φυτικών βλαστοκυττάρων

Πολλοί κατασκευαστές καλλυντικών ισχυρίζονται ότι τα προϊόντα τους περιέχουν βλαστοκύτταρα ενώ στην πραγματικότητα περιέχουν εκχυλίσματα βλαστοκυττάρων και όχι ζωντανά βλαστοκύτταρα. Η ορολογία είναι ένας σημαντικός παράγοντας όσον αφορά τους ισχυρισμούς των κατασκευαστών καλλυντικών. Προκειμένου να αποκτήσετε μια εικόνα σχετικά με τον ισχυρισμό των κατασκευαστών για τα «φυτικά βλαστοκύτταρα», απαιτείται κατανόηση των συστατικών των καλλυντικών προϊόντων. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τη χρήση βλαστοκυττάρων που εξάγονται από πρωτόγονα κύτταρα (Lohmann 2008). Διάφορες εταιρείες παραγωγής προϊόντων περιποίησης δέρματος και καλλυντικών εμπορεύονται τα προϊόντα τους με τον ισχυρισμό ότι χρησιμοποιούν τεχνολογία βλαστοκυττάρων για διαφορετικούς σκοπούς. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το Image Skincare το οποίο διαθέτει μια σειρά προϊόντων όπως ορούς αντιγήρανσης, κρέμες λεύκανσης, καθαριστικά και λοσιόν (Draelos, 2012). Επιπλέον, ορισμένα προϊόντα βλαστοκυττάρων όπως ο ορός Dermaquest Stem cell 3D HydraFirm, ο ορός πεπτιδίου σύσφιξης ματιών, κ.λπ. διατίθενται στην αγορά με την επιβεβαίωση ότι περιέχουν βλαστοκύτταρα που προέρχονται από φυτά όπως η γαρδένια (Gardenia jasminoides), η Echinacea (Echinacea purea (Sering), η λιλάκα. vulgaris)και πορτοκαλί (Citrus sinensis) (Barbulova and Apone 2014). Επιστημονικά στοιχεία από δεδομένα που βασίζονται στην έρευνα για φυτικά βλαστοκύτταρα που χρησιμοποιούνται στην περιποίηση του δέρματος δείχνουν τις δυνατότητές τους ως προστατευτικοί, αντιγηραντικοί και αντιρυτιδικοί παράγοντες. Ωστόσο, τα βλαστοκύτταρα που χρησιμοποιούνται σε καλλυντικά σκευάσματα είναι ήδη νεκρά. Τα εκχυλίσματα από βλαστοκύτταρα αποτυγχάνουν να δράσουν με τον ίδιο τρόπο όπως τα ενεργά βλαστοκύτταρα. Τα οπλισμένα οφέλη του λείου και σφριγηλού δέρματος οφείλονται στην παρουσία άλλων ευεργετικών φυτικών προϊόντων όπως αντιοξειδωτικά και ενεργά εκχυλίσματα από βλαστοκύτταρα. Προκειμένου να επιτευχθούν όλα τα αυθεντικά και θετικά αποτελέσματα από τα βλαστοκύτταρα και να επιτραπεί να λειτουργήσουν σύμφωνα με τις περιγραφόμενες εφαρμογές τους σε προϊόντα περιποίησης δέρματος, απαιτείται να ενσωματωθούν ως ενεργά κύτταρα και να παραμείνουν έτσι στις καλλυντικές συνθέσεις (Reisch 2009).

αντιφλεγμονώδες εκχύλισμα κιστάνι

Εφαρμογές Προστασία ανθρώπινων βλαστοκυττάρων

Τα κύτταρα που εξάγονται από το αίμα που υπάρχει στον ομφάλιο λώρο είναι μια ηθικά αποδεκτή πηγή βλαστοκυττάρων ανθρώπινης προέλευσης. Το εκχύλισμα βλαστοκυττάρων από το είδος Uttwiler spatlauber μελετήθηκε και παρατηρήθηκε για την επίδρασή του στην ανάπτυξη βλαστοκυττάρων που λαμβάνονται από αίμα ομφάλιου λώρου σε δύο διαφορετικές μελέτες. Η πρώτη μελέτη σχεδιάστηκε για να παρατηρήσει την επίδραση των εκχυλισμένων κυττάρων στην πολλαπλασιαστική δραστηριότητα των ανθρώπινων βλαστοκυττάρων. Παρατηρήθηκε ότι το αποτέλεσμα ήταν εξαρτώμενο από τη συγκέντρωση. Το δεύτερο πείραμα διεξήχθη διατηρώντας τα βλαστοκύτταρα σε περιβάλλον πίεσης χρησιμοποιώντας την τεχνική ακτινοβόλησης με ένα φως UV ως πηγή κατάλληλου μήκους κύματος. Συμπερασμα Schmid et al. 2008).

Αντιστροφή σημείων γήρανσης σε κύτταρα ινοβλαστών

Η γήρανση περιγράφεται ως μια φυσική διαδικασία κατά την οποία μετά από διαίρεση 50 φορές (περίπου), το κύτταρο χάνει την ικανότητά του να υποστεί περαιτέρω διαιρέσεις. Ωστόσο, η γήρανση μπορεί επίσης να συμβεί νωρίτερα στον κύκλο ζωής μιας κυτταρικής ζωής ως αποτέλεσμα ενός υποκείμενου τραύματος, όπως μια διορθωτική απόκριση σε κατεστραμμένο κυτταρικό DNA. Η πρόωρη γήρανση μπορεί να θεωρηθεί θηριωδία ειδικά όταν χτυπά τα βλαστοκύτταρα επειδή είναι επιτακτική ανάγκη για τη διαδικασία αναγέννησης των ιστών. Αναπτύχθηκε ένα κυτταρικό μοντέλο για την επίδειξη και την πρόληψη της πρόωρης γήρανσης με βάση τα κύτταρα ινοβλαστών. Μετά από θεραπεία με υπεροξείδιο του υδρογόνου για περίοδο 2 ωρών, παρατηρήθηκαν τυπικά σημάδια γήρανσης στα κύτταρα. Αυτό το μοντέλο αναπτύχθηκε προκειμένου να διαπιστωθεί η αντιγηραντική δράση του εκχυλίσματος βλαστοκυττάρων από το Uttwiler spatlauber (Εικ. 3) (Schmid et al. 2008).

Επιβράδυνση της γήρανσης σε απομονωμένους θύλακες τρίχας

Οι θύλακες των ανθρώπινων τριχών απομονώνονται με τη διαδικασία της μικροτομής από θραύσματα δέρματος που αφήνονται πίσω μετά τη χειρουργική επέμβαση λίφτινγκ. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ωοθυλάκια που υπάρχουν στην αναγενή φάση τους. Τα τριχοθυλάκια μπορούν να συγκριθούν με ένα σύστημα μίνι-οργάνων που μιμείται το φυσικό μοντέλο συνκαλλιέργειας βλαστοκυττάρων επιδερμικής και μελανοκυττάρου προέλευσης καθώς και διαφοροποιημένων κυττάρων. Αυτά τα ωοθυλάκια διατηρούνται σε ένα μέσο ανάπτυξης όπου αφήνονται να επιμηκυνθούν για μια περίοδο 14 ημερών, μετά την οποία τα ωοθυλάκια είτε εισέρχονται στο στάδιο της γήρανσης είτε υποβάλλονται στη διαδικασία της απόπτωσης, δηλαδή στον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο. Λόγω της έλλειψης κυκλοφορίας του αίματος, τα απομονωμένα τριχοθυλάκια δεν μπορούν να ζήσουν και να αναπτυχθούν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, τα απομονωμένα τριχοθυλάκια ελέγχονται προκειμένου να προσδιοριστούν οι δραστηριότητες που ευθύνονται για την πρόκληση καθυστέρησης στη διαδικασία της νέκρωσης (Εικ. 4) (Schmid et al. 2008; Nishimura et al. 2005).

Αντιρυτιδικό αποτέλεσμα

Η αντιρυτιδική δράση του PhytoCellTec™ Malus Domestica επιβεβαιώθηκε κατά τη διάρκεια μιας κλινικής δοκιμής που διεξήχθη σε χρονική διάρκεια 4 εβδομάδων. Μια κρέμα που αποτελούσε 2 τοις εκατό εκχύλισμα PhytoCellTec™ Malus Domestica χορηγήθηκε δύο φορές την ημέρα στα πόδια της χήνας. Το βάθος της ρυτίδας αναλύθηκε χρησιμοποιώντας το σύστημα PRIMOS μετά από καθορισμένα χρονικά διαστήματα προκειμένου να προσδιοριστεί η επίδραση της κρέμας. Ψηφιακές φωτογραφίες της περιοχής των ποδιών της χήνας λήφθηκαν πριν από τη χορήγηση της κρέμας και συγκρίθηκαν με αυτές που τραβήχτηκαν στο τέλος της μελέτης. Η εφαρμογή της κρέμας PhytoCell TecTMMalus Domestica αναφέρθηκε ότι μείωσε σημαντικά το βάθος της ρυτίδας μετά από μια περίοδο 2 εβδομάδων και στη συνέχεια 4 εβδομάδων. Το αποτέλεσμα μπορεί να αποδειχθεί αποτελεσματικά δημιουργώντας τρισδιάστατες εικόνες των θεμάτων για σύγκριση. Η αντιρυτιδική δραστηριότητα μπορεί επίσης να παρατηρηθεί μέσω ψηφιακών φωτογραφιών (Εικ. 5) (Schmid et al. 2008; Sengupta et al. 2018).

Οφέλη από εκχύλισμα cistanche tubulosa: αντιγήρανση

Προϊόντα που διατίθενται στο εμπόριο

Εκχυλίσματα βλαστοκυττάρων που λαμβάνονται από φυτά μέσω διαφόρων τεχνικών εκχύλισης χρησιμοποιούνται επί του παρόντος τόσο για την παραγωγή καλλυντικών προϊόντων ρουτίνας (που χρησιμοποιούνται από τους καταναλωτές σε καθημερινή βάση) όσο και για καλλυντικά προϊόντα επαγγελματικής φροντίδας. Αυτοί είναι λευκαντικοί παράγοντες όπως η αρβουτίνη, ένα ενεργό συστατικό που λαμβάνεται από το φυτό Catharanthus roseus, και διάφορες φυτολογικές χρωστικές όπως το ζαχαρούχο και το αρωματικό που λαμβάνονται από το C.tincorius. Βλαστοκύτταρα που λαμβάνονται από ένα σπάνιο είδος μήλου που καλλιεργείται στην Ελβετία έχει παρατηρηθεί ότι διαθέτουν εξαιρετικές ιδιότητες αποθήκευσης. Αυτό το εκχύλισμα των καλλιεργημένων βλαστικών κυττάρων μήλου ελήφθη μετά από μια διαδικασία εκχύλισης που περιλαμβάνει λύση φυτικών κυττάρων υπό ομογενοποίηση υψηλής πίεσης (Oh and Snyder 2013; Trehan et al. 2017). Η εταιρεία καλλυντικών Mibelle AG Biochemistry στο Buchs της Ελβετίας διεξήγαγε πειράματα στα οποία επωάστηκαν ανθρώπινα κύτταρα ινοβλαστών και προκλήθηκαν χαρακτηριστικά συμπτώματα βλάβης του cDNA σε αυτά τα κύτταρα που καλλιεργήθηκαν σε εκχύλισμα 2 τοις εκατό βλαστικών κυττάρων Uttwiler spatlauber. Αυτά τα βλαστοκύτταρα ήταν ικανά να αντιστρέψουν τη διαδικασία γήρανσης των ινοβλαστικών κυττάρων του δέρματος προκαλώντας μια προς τα πάνω ρύθμιση διαφόρων γονιδίων που είναι απαραίτητα για τον πολλαπλασιασμό και την ανάπτυξη των κυττάρων και επίσης διεγείροντας την έκφραση του απαιτούμενου αντιοξειδωτικού ενζύμου που είναι γνωστό ως αιμοοξυγενάση{{5} }. Αυτό το πείραμα έχει επίσης αποδείξει την αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης της διάρκειας ζωής των βλαστοκυττάρων που προέρχονται από το αίμα του ομφάλιου λώρου και την αύξηση της βιωσιμότητας

απομονωμένων ανθρώπινων τριχοθυλακίων (Schmid et al. 2008). Ένα άλλο προϊόν που αναπτύχθηκε με τη χρήση μιας κατάλληλης μεθόδου παραγωγής αφορούσε κύτταρα μούρου (Rubus chamaemorus). Σε αυτήν την περίπτωση, είχαν χρησιμοποιηθεί βιοαντιδραστήρες από εδραιωμένο κάλλος και καλλιέργειες εναιωρήματος Rubus chamaemorus όπου τα Murashige και Skoog ήταν τα πλούσια μέσα σε φυτοορμόνες όπως η κινετίνη και το -ναφθαλινοοξικό οξύ. Τα προϊόντα κυττάρων cloudberry που ελήφθησαν με αυτή τη μέθοδο ήταν ικανά να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη στη βιομηχανία παραγωγής καλλυντικών σε μεγάλη κλίμακα. Αυτή η τυποποιημένη διαδικασία ήταν μια προοπτική τεχνική για βιώσιμη παραγωγή φρέσκων κυττάρων ή εκχυλισμάτων κυτταρικών κλασμάτων, απομονωμένων ενώσεων με ισχυρές βιολογικές δράσεις, λυοφιλοποιημένων κυτταρικών προϊόντων, αρωματικών ή χρωστικών παραγόντων, κ.λπ. (Martinussen et al. 2004). Βλαστοκύτταρα που καλλιεργήθηκαν από κύτταρα τομάτας (Lycopersicon esculentum) βρέθηκε ότι διαθέτουν τεράστιες δυνατότητες όσον αφορά την προστασία του δέρματος από τις δυσμενείς επιπτώσεις που προκαλούνται λόγω της τοξικότητας των βαρέων μετάλλων. Ένα υδρόφιλο καλλυντικό δραστικό συστατικό παρασκευάστηκε από υγρές καλλιέργειες L.esculentum με συγκριτικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ορισμένων συστατικών όπως φλαβονοειδή και φαινολικά οξέα όπως ρουτίνη, κουμαρικό, πρωτοκατεχουικό και χλωρογενικό οξέα.

Αυτό το εκχύλισμα βλαστοκυττάρων τομάτας είχε υψηλότερη περιεκτικότητα σε αντιοξειδωτικά και φυτοχηλατίνες που είναι υπεύθυνοι για τη χηλοποίηση των βαρέων μετάλλων. Αυτό με τη σειρά του δεσμεύει τα μέταλλα και αποτρέπει πιθανή βλάβη σε κυτταρικά υλικά και οργανίδια. Παρατηρήθηκε επίσης ότι το εκχύλισμα που λήφθηκε με αυτή τη μέθοδο εμφάνισε άλλες εκπληκτικές εφαρμογές στον τομέα των καλλυντικών περιποίησης του δέρματος με σκοπό την υποστήριξη της υγιούς ανάπτυξης και συντήρησης του δέρματος (Tito et al. 2011). Το επεξεργασμένο τζίντζερ (Zingiber Officinale) αποτελείται από ενεργά κύτταρα φυτών επιτυγχάνοντας ένα συγκεκριμένο βιοτεχνολογικό μείγμα αποδιαφοροποίησης φυτικών κυττάρων και καλλιέργεια φυτικών κυττάρων που είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο της σύνθεσης ενεργών μορίων μέσα στο κύτταρο. Σε μια κλινική μελέτη που διεξήχθη από τον κατασκευαστή, παρατηρήθηκε ότι οι γυναίκες έδειξαν σημάδια βελτίωσης στο 50 τοις εκατό της δομής του δέρματός τους ως αποτέλεσμα της μείωσης των πόρων και του ματ αποτέλεσμα. Αυτό το αποτέλεσμα ενισχύθηκε με την επακόλουθη μείωση της γυαλάδας στο δέρμα τους και επίσης μια σημαντική μείωση του σμήγματος. Αύξηση της σύνθεσης των ινών ελαστίνης στο δέρμα παρατηρήθηκε σε in vitro τεστ που κατά συνέπεια μείωσαν τον ρυθμό παραγωγής σμήγματος (Trehan et al. 2017).

Το Ινστιτούτο Βιοτεχνολογικής Έρευνας εξέτασε την προστατευτική και ισχυρή δράση κατά της κολλαγενάσης καθώς και της υαλουρονιδάσης ενός αντιγηραντικού συστατικού που λαμβάνεται από εκχυλίσματα βλαστοκυττάρων του edelweiss (Leontopodium alpinum). Είναι πλούσιο σε λεοντοποδικά οξέα Α και Β, τα οποία είναι υπεύθυνα για την εμφάνιση ισχυρής και ισχυρής αντιοξειδωτικής δράσης στο δέρμα (Trehan et al. 2017). Η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνολογία βλαστοκυττάρων που δόθηκε από την XtemCell χρησιμοποιεί ενεργά φυτικά κύτταρα από ένα σπάνιο και οργανικό φυτό πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά προκειμένου να μπορέσει να δημιουργήσει νέα κύτταρα που είναι εξαιρετικά καθαρά και πλούσια σε θρεπτικά συστατικά. Η πατενταρισμένη τεχνολογία υπόσχεται υψηλές συγκεντρώσεις λιπιδίων, πρωτεϊνών, αμινοξέων και φυτοαλεξινών ως αποτέλεσμα της διαδικασίας εκχύλισης σε αντίθεση με τις συμβατικές τεχνικές χημικής εκχύλισης. Σε κλινικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν από τον κατασκευαστή, διαπιστώθηκε ότι τα ενεργά κύτταρα που χρησιμοποιούνται στα προϊόντα XtemCell απορροφήθηκαν στα εξωτερικά κύτταρα της επιδερμίδας σχεδόν αμέσως. Επιτρέποντας έτσι την άμεση ανανέωση των κυττάρων του δέρματος, αυξάνοντας την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών και ενισχύοντας τον αριθμό των πρωτεϊνών φιλαγκρίνης στο δέρμα. Αυτά είναι υπεύθυνα για την προστασία του δέρματος από οποιαδήποτε περαιτέρω βλάβη που προκαλείται από την έκθεση στον ήλιο και τη γήρανση (Trehan et al. 2017).

Παγκόσμια αγορά

Τα καλλυντικά με βάση τα φυτικά βλαστοκύτταρα θεωρούνται ως μία από τις πιο ποικίλες και φιλόδοξες αγορές που αποτελείται από μεγάλο αριθμό κατασκευαστών με υψηλά μερίδια και εξέχουσες επωνυμίες που σχετίζονται με τη βιομηχανία καλλυντικών. Κυριαρχικά ονόματα σε αυτήν την αγορά είναι ο όμιλος βιομηχανιών Mibelle, τα καλλυντικά L'Oreal, η Estee Lauder, το Channel 21, ο Christian Dior, η Clinique cosmeceuticals, η MyChelle Dermaceuticals, η Juice Beauty και τα Intelligent Nutrients (Oh and Snyder 2013). Οι βασικές κινήσεις στην αγορά καλλυντικών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• Αύξηση της ζήτησης για καλλυντικά με βάση τα φυτικά βλαστοκύτταρα στις τροπικές περιοχές ως αποτέλεσμα της έκθεσης σε επιβλαβείς ακτίνες UV και επακόλουθη αύξηση του κινδύνου γήρανσης (Blanpain και Fuchs 2006).

• Επιθυμία για θρεπτικά συστατικά που μπορούν να απορροφηθούν άμεσα μέσω της μεμβράνης του δέρματος για την κάλυψη των διατροφικών και ενυδατωτικών απαιτήσεων του δέρματος δημιουργώντας αυξημένη ζήτηση για καλλυντικά με βάση τα φυτικά βλαστοκύτταρα (Barthel and Aberdam 2005). • Τις τελευταίες δεκαετίες, η αισθητική, η αντιγήρανση και άλλες επεμβάσεις επικεντρώνονταν μόνο στις γυναίκες. Ωστόσο, πρόσφατα διαθέσιμα στο εμπόριο καλλυντικά προϊόντα έχουν στοχεύσει και τον ανδρικό πληθυσμό (Trehan et al. 2017).

Συμπέρασμα και μελλοντικές προοπτικές

Τα φυτικά βλαστοκύτταρα και η σχετική τεχνολογία είναι επικείμενα θέματα στη θεραπευτική καθώς και στη βιομηχανία καλλυντικών. Τα φυτικά βλαστοκύτταρα έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και στους δύο τομείς, ωστόσο, οι πραγματικές δυνατότητές τους παραμένουν ακόμη ανεξερεύνητες λόγω έλλειψης επιστημονικών στοιχείων και μιας μεγάλης ποικιλίας διαθέσιμων φόρουμ για πειραματικούς σκοπούς. Η χρήση φυτικών εκχυλισμάτων και των μερών τους όπως φρούτα, άνθη, φύλλα, μίσχοι, ρίζες κ.λπ. είναι καθιερωμένη στο χώρο των καλλυντικών και φαρμακευτικών προϊόντων από αρχαιοτάτων χρόνων. Η εφαρμογή των φυτών και των εκχυλισμάτων τους στα καλλυντικά είναι επομένως ευρέως διαδεδομένη και τα προϊόντα που παρασκευάζονται έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών όπως λεύκανση, απομαυρίωση, ενυδάτωση, καθαρισμός κ.λπ. Διάφορες πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα των φυτικών και ανθρώπινων βλαστοκυττάρων εξετάζονται σημαντικά ορόσημα στην αναζήτηση ζωτικών πηγών ανανέωσης του ανθρώπινου ιστού. Γενικά, τα κύτταρα του ανθρώπινου δέρματος ανανεώνονται σε μια συνεχή διαδικασία για να προστατεύσουν τον οργανισμό από τραυματισμούς, μολύνσεις και βλάβες που οφείλονται στο φαινόμενο της αφυδάτωσης. Με την αύξηση της ηλικίας των βλαστοκυττάρων, παρατηρείται μείωση της επουλωτικής τους ικανότητας μαζί με επιταχυνόμενο εκφυλισμό των ιστών που υπάρχουν στο δέρμα. Ως εκ τούτου, η προστασία και η υποστηρικτική συντήρηση των βλαστοκυττάρων είναι επιτακτική ανάγκη για υγιές δέρμα. Οι κατασκευαστικές εταιρείες εισάγουν γρήγορα προϊόντα που χρησιμοποιούν τεχνολογία φυτικών βλαστοκυττάρων.

Τέτοια προϊόντα συνήθως βοηθούν στην προστασία των βλαστικών κυττάρων του δέρματος από διάφορα είδη βλαβών, ιδιαίτερα από τη γήρανση. Η τάση για ανάπτυξη προϊόντων περιποίησης δέρματος που βασίζονται σε εκχυλίσματα φυτικών βλαστοκυττάρων είναι μια αναδυόμενη τάση επί του παρόντος λόγω του τεράστιου δυναμικού των φυτικών βλαστοκυττάρων που μπορούν να εξελιχθούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Επί του παρόντος, διάφορες μορφές φυτικών βλαστοκυττάρων και τα προϊόντα που προέρχονται από τα εκχυλίσματά τους είναι εμπορικά προσβάσιμα στη βιομηχανία καλλυντικών. Τα φυτικά συστατικά έχουν βρεθεί ότι έχουν επαρκή ποσότητα φυτικών βλαστοκυττάρων καθώς και άλλα θεραπευτικά σχετικά φυτικά προϊόντα όπως φυτοορμόνες και αντιοξειδωτικά. Η πλούσια βιοποικιλότητα που υπάρχει στον πλανήτη μας έχει πολλές δυνατότητες χρήσης. Τα συστατικά και τα συστατικά τους έχουν παραμείνει ανεξερεύνητα και ανεκμετάλλευτα για να χρησιμοποιηθούν ως πηγή φυτικών βλαστοκυττάρων και να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία καλλυντικών για διάφορους σκοπούς. Παρά όλες αυτές τις ελπιδοφόρες εξελίξεις στον τομέα των φυτικών βλαστοκυττάρων και των ποικίλων εφαρμογών τους, δεν είναι ακόμη σαφές εάν τα εκχυλίσματα φυτικής προέλευσης και αυτά από βλαστοκύτταρα έχουν επιδράσεις ειδικής εθνικότητας στον άνθρωπο. Εάν ναι, μπορεί να βοηθήσει στην εύρεση του παράγοντα ξενιστή που ρυθμίζει όλα τα ευεργετικά χαρακτηριστικά της τεχνολογίας των βλαστοκυττάρων. Θα αποδειχθεί εξαιρετικά ικανοποιητική πρόταση εάν εντοπιστούν τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την απόδοση των ευεργετικών χαρακτηριστικών των βλαστοκυττάρων στον άνθρωπο. Αυτό θα επιτάχυνε τη διαδικασία της φυσικής επούλωσης, επιτυγχάνοντας έναν ακόμη στόχο του συστήματος υγειονομικής περίθαλψης.

όφελος cistanche: αντιγήρανση

βιβλιογραφικές αναφορές

Barthel R, Aberdam D (2005) Επιδερμικά βλαστοκύτταρα. J Eur Acad DerDermatol Venereol 19:405–413

Batygina T (2011) Βλαστοκύτταρα και μορφογενετικά αναπτυξιακά προγράμματα στα φυτά. Stem Cell Res J3:45–120

Bäurle I, Laux T (2003) Apical meristems: the plant's's the plants of youth. BioEssays 25:961–970

Blanpain C, Fuchs E (2006) Επιδερμικά βλαστοκύτταρα του δέρματος. Annu Rev Cell Dev Biol 22:339–373

Choi S, Yun J, Kwon S (2015) Μελέτη λειτουργικών καλλυντικών βασισμένων στην τεχνολογία βλαστοκυττάρων. Tissue Eng Regen Med 12:78–83

Crespi M, Frugier F (2008) De novo organ formation from differified cells: root nodule organogenesis. Sci Signal 1:49

Dinneny J, Benfey P (2008) Κόγχες φυτικών βλαστοκυττάρων: αντέχουν στη δοκιμασία του χρόνου. Cell 132:553-557

Dodueva I, Tvorogova V, Azarakhsh M, Lebedeva M, Lutova L (2017) Φυτικά βλαστοκύτταρα: ενότητα και ποικιλομορφία. Russ J Genet Appl Res 7:385–403

Draelos Z (2012) Φυτικά βλαστοκύτταρα και περιποίηση του δέρματος. Cosmet Dermatol 25:395–396 Fu T, Singh G, Curtis W (2001) Καλλιέργεια φυτικών κυττάρων και ιστών για την παραγωγή συστατικών τροφίμων. Plant Sci 160:571–572

Georgiev V, Slavov A, Vasileva I, Pavlov A (2018) Καλλιέργεια φυτικών κυττάρων ως αναδυόμενη τεχνολογία για την παραγωγή ενεργών καλλυντικών συστατικών. Eng Life Sci 18:779–798

Greb T, Lohmann J (2016) Φυτικά βλαστοκύτταρα. Curr Biol 26:816–821 Heidstra R, Sabatini S (2014) Φυτικά και ζωικά βλαστοκύτταρα: παρόμοια αλλά διαφορετικά. Nat Rev ΜοΙ Cell Biol 15:301-312

Imseng N, Schillberg S, Schürch C, Schmid D, Schütte K, Gorr G, Eibl D, Eibl R (2014) Καλλιέργεια εναιωρήματος φυτικών κυττάρων υπό ετερότροφες συνθήκες. Στο: Schmidhalter DR, Meyer HP (eds) Βιομηχανικής κλίμακας καλλιέργεια εναιωρήματος ζωντανών κυττάρων. Wiley, Νέα Υόρκη, σελ. 224–258

Kretser D (2007) Παντοδύναμα, πολυδύναμα ή μονοδύναμα βλαστοκύτταρα: ένα σύνθετο ρυθμιστικό αίνιγμα και συναρπαστική βιολογία. J Law Med 15:212–218

Lohmann JU (2008) Φυτικά βλαστοκύτταρα: Divide et Impera. Σε: Bosch TCG (ed) Βλαστοκύτταρα. Springer, Dordrecht, σελ. 1–5 Martinussen I, Nilsen G, Svenson L, Rapp K (2004) In vitro πολλαπλασιασμός του cloudberry (Rubus chamaemorus). Λατρεία οργάνων ιστών φυτικών κυττάρων 78:43–49

Nishimura E, Granter S, Fisher D (2005) Mechanisms of hair graying: incomplete melanocyte stem cell maintenance in the niche. Science 307:720–724 Oh I, Snyder E (2013) Ειδικό χαρακτηριστικό στα βλαστοκύτταρα: τρέχουσα έρευνα

Pavlovic M, Radotic K (2017) Βλαστοκύτταρα ζώων και φυτών: έννοιες, πολλαπλασιασμός και μηχανική. Springer, Berlin Perez-Garcia P, Moreno-Risueno M (2018) Βλαστοκύτταρα και αναγέννηση φυτών. Dev Biol 442:3–12

Prhal J, Milić J, Danina K, Vuleta G (2014) Ιδιότητες και χρήση φυτικών βλαστοκυττάρων σε καλλυντικά προϊόντα. Arhiv za Farmaciju 64:26–37

Reisch M (2009) Καινοτομία: Νέα συστατικά που διαδίδονται στα καλλυντικά. Chem Eng News 87:12–13 Sablowski R (2004) Φυτικά και ζωικά βλαστοκύτταρα: εννοιολογικά παρόμοια, μοριακά διακριτά; Trends Cell Biol 14:605–611

Sablowski R (2007) Οι δυναμικές κόγχες βλαστοκυττάρων φυτών. Curr Opin Plant Biol 10:639-644

Sang Y, Cheng Z, Zhang X (2018) Φυτικά βλαστοκύτταρα και de novo οργανογένεση. New Phytol 218:1334–1339

Schmid D, Schürch C, Blum P, Belser E, Zülli F (2008) Εκχύλισμα φυτικών βλαστοκυττάρων για μακροζωία δέρματος και μαλλιών. Int J Appl Sci 135:29–35

Sena G (2014) Βλαστοκύτταρα και αναγέννηση στα φυτά. Nephron Exp Nephrol 126:35–39

Sengupta S, Kizhakedathil M, Deepa SP (2018) Φυτικά βλαστοκύτταρα — ρύθμιση και εφαρμογές: μια σύντομη ανασκόπηση. Res J Pharm Technol 11:1535–1540

Stahl Y, Simon R (2005) Κόγχες φυτικών βλαστοκυττάρων. Int J Dev Biol 49:479–489

Takahashi H, Suge H (1996) Προώθηση σχηματισμού τύλου από μη επιβλαβή μηχανική διέγερση σε στελέχη φασολιών. Biol Sci Space 10:8–13

Tito A, Carola A, Bimonte M, Barbulova A, Arciello S, De LD, Monoli I, Hill J, Gibertoni S, Colucci G, Apone F (2011) Εκχύλισμα βλαστοκυττάρων ντομάτας, που περιέχει αντιοξειδωτικές ενώσεις και παράγοντες χηλοποίησης μετάλλων, προστατεύει κύτταρα του δέρματος από βλάβες που προκαλούνται από βαρέα μέταλλα. Int J Cosmet Sci 33:543–552

Trehan S, Michniak-Kohn B, Beri K (2017) Φυτικά βλαστοκύτταρα στα καλλυντικά: τρέχουσες τάσεις και μελλοντικές κατευθύνσεις. Future Sci 3:4 Verdeil J, Alemanno L, Niemenak N, Tranbarger T (2007) Pluripotent versus totipotent plant stem cells: dependence versus autonomy; Trends Plant Sci 12:245–252

Vijan A (2016) Μοναδικές ιδιότητες βλαστοκυττάρων. J Pharm Toxicol Stud 4:101–110

Weigel D, Jürgens G (2002) Βλαστοκύτταρα που παράγουν μίσχους. Nature 415:751–754

Xu L, Huang H (2014) Γενετικοί και επιγενετικοί έλεγχοι της αναγέννησης φυτών. Curr Top Dev Biol 108:1–33

You Y, Jiang C, Huang LQ (2014) Σχετικά με τα φυτικά βλαστοκύτταρα και τα ζωικά βλαστοκύτταρα. Zhongguo Zhong Yao Zazhi 39:343–345

Zubov D (2016) Φυτικά και ζωικά βλαστοκύτταρα: δύο όψεις του ίδιου μεταλλίου. Genes Cells 11:14–22