Cuts and wounds in the skin heal in much the same way as a zip being fastened, new microscopic images have revealed. Biologists have studied the healing process at a molecular level using electron microscopes to examine skin as it repairs itself. They found skin cells appear to attach to each other using tiny tubes that then pull them together so they interlock like a zip. This image on the left taken of skin cells healing a wound using an electron microscope show how cells on opposing sides (coloured green and brown) interlock together in a similar way to a zipper used on clothes. The image on the right shows how the would looks on the surface at this stage in the healing process . The researchers hope their findings could help in the development of new treatments for wounds that could speed up this process. Dr Mikhail Eltsov, one of the scientists behind the study at Goethe University Frankfurt, Germany, said: 'When we look at it from a distance, it appears as if skin cells simply fuse to each other, but if we zoom in, it becomes clear that membranes, molecular machines, and other cellular components are involved. 'Our electron microscope allows us to distinguish the molecular components in the cell that act like small machines to fuse the skin. 'In order to visualize this orchestra of healing, a very high-resolution picture of the process is needed. 'For this purpose we have recorded an enormous amount of data that surpasses all previous studies of this kind.' Dr Eltsov and his colleagues used cells from fruit fly embryos to study the healing processes that take place in skin. The study, which is published in the journal Nature Cell Biology, found that the skin cells on either side of the wound begin by 'sniffing' each other out to find their opposing partners. They then develop adhesive like structure made of microscopic tubes, called microtubules, that pulls them closer together. These attachments work a like velcro and pulls the skin cells towards the opening. Once the cells meet, they use these microtubules as a scaffolding to interlock together like a zip. Professor Achilleas Frangakis, a microscopy expert at Goethe University Frankfurt who led the study, said: 'What was also amazing was the tremendous plasticity of the membranes in this process which managed to close the skin opening in a very short space of time. 'When five to ten cells have found their respective neighbors, the skin already appears normal.' Skin taken from the dead could soon be used to treat wounds in the living. Researchers have found that skin taken from cadavers that is stripped of its cells is effective in healing acute wounds, such as burns, as well as painful ulcers. They believe the new treatment could be used to treat wounds that do not easily heal by themselves, which cost the US alone more than $25 billion (£17 billion) a year. The scientists stripped out the skin’s inner layer – the dermis – which contains blood vessels, nerve endings, hair follicles and sweat glands, to leave behind its matrix of proteins. The team discovered that ‘decellulised’ skin provides a scaffold that the recipients own cells can populate and can effectively treat acute wounds, such as burns. Clothing zips, like the one above, hold fast by using interlocking segments and this is how skin closes a wound .
Biologists at Goethe University Frankfurt, Germany, studied skin healing in fruit fly embryos using an electron microscope to watch what happened .
Skin cells use microscopic tubes to pull towards each other and interlock .
Researchers hope it may help develop new treatments to speed up healing .
חתכים ופצעים בעור נרפאים באותה צורה שבה רוכסן נצמד, תמונות מיקרוסקופיות חדשות חשפו. ביולוגים חקרו את תהליך הריפוי ברמה מולקולרית באמצעות מיקרוסקופים אלקטרונים כדי לבחון את העור בזמן שהוא מתקן את עצמו. הם גילו שתאי עור נצמדים זה לזה באמצעות צינורות זעירים שמושכים אותם יחד כך שהם משתלבים כמו רוכסן. תמונה זו משמאל שצולמה של תאי עור המרפאים פצע באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים מראה כיצד תאים בצדדים מנוגדים (בצבע ירוק וחום) משתלבים זה בזה באופן דומה לרוכסן המשמש על בגדים. התמונה בצד ימין מראה כיצד נראה הצמח על פני השטח בשלב זה של תהליך הריפוי. החוקרים מקווים שהממצאים שלהם יוכלו לעזור בפיתוח של טיפולים חדשים לפצעים שיכולים להאיץ את התהליך הזה. ד"ר מיכאיל אלצוב, אחד המדענים מאחורי המחקר באוניברסיטת גתה פרנקפורט, גרמניה, אמר: "כשאנחנו מסתכלים על זה ממרחק, זה נראה כאילו תאי עור פשוט מתמזגים זה עם זה, אבל אם אנחנו מתקרבים, זה הופך להיות ברור שממברנות, מכונות מולקולריות ורכיבים תאיים אחרים מעורבים. ״מיקרוסקופ האלקטרונים שלנו מאפשר לנו להבחין בין הרכיבים המולקולריים בתא שפועלים כמו מכונות קטנות לאיחוי העור. ״כדי לדמיין את תזמורת הריפוי הזו, יש צורך בתמונה ברזולוציה גבוהה מאוד של התהליך. 'לצורך זה רשמנו כמות עצומה של נתונים שעולה על כל המחקרים הקודמים מהסוג הזה.' ד"ר אלצוב ועמיתיו השתמשו בתאים מעוברי זבובי פירות כדי לחקור את תהליכי הריפוי המתרחשים בעור. המחקר, שפורסם בכתב העת Nature Cell Biology, מצא שתאי העור משני צדי הפצע מתחילים ב'רחרח' זה את זה כדי למצוא את בן זוגם המנוגדים. לאחר מכן הם מפתחים מבנה דמוי דבק העשוי מצינורות מיקרוסקופיים, הנקראים מיקרוטובולים, שמושך אותם זה לזה. חיבורים אלה פועלים כמו סקוטש ומושכים את תאי העור לכיוון הפתח. ברגע שהתאים נפגשים, הם משתמשים במיקרוטובולים האלה כפיגום כדי להיצמד זה לזה כמו רוכסן. פרופסור אכילאס פרנגקיס, מומחה למיקרוסקופיה מאוניברסיטת גתה פרנקפורט שהוביל את המחקר, אמר: "מה שהיה מדהים גם היה הפלסטיות האדירה של הממברנות בתהליך הזה, שהצליחה לסגור את פתח העור בפרק זמן קצר מאוד. "כשחמישה עד עשרה תאים מצאו את שכניהם, העור כבר נראה תקין." עור שנלקח מהמתים יוכל לשמש בקרוב לטיפול בפצעים של החיים. חוקרים מצאו שעור שנלקח מגוויות שנשלפו מתאיו יעיל בריפוי פצעים חריפים, כמו כוויות, כמו גם כיבים כואבים. הם מאמינים שהטיפול החדש יכול לשמש לטיפול בפצעים שלא נרפאים בקלות מעצמם, מה שעלה לארה"ב לבדה יותר מ-25 מיליארד דולר (17 מיליארד ליש"ט) בשנה. המדענים הפשיטו את השכבה הפנימית של העור - הדרמיס - המכילה כלי דם, קצות עצבים, זקיקי שיער ובלוטות זיעה, כדי להשאיר מאחור את מטריצת החלבונים שלו. הצוות גילה שעור "דה-צלול" מספק פיגום שהתאים של הנמענים יכולים לאכלס ויכולים לטפל ביעילות בפצעים חריפים, כגון כוויות. רוכסני בגדים, כמו זה שלמעלה, מחזיקים מעמד על ידי שימוש במקטעים משתלבים וכך העור סוגר פצע.
ביולוגים מאוניברסיטת גתה פרנקפורט, גרמניה, חקרו ריפוי עור בעוברים של זבובי פירות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים כדי לצפות במה שקרה.
תאי עור משתמשים בצינורות מיקרוסקופיים כדי למשוך אחד את השני ולהיצמד זה לזה.
חוקרים מקווים שזה עשוי לסייע בפיתוח טיפולים חדשים כדי להאיץ את הריפוי.