Napraw DNA! Odwracamy efekty fotostarzenia

We wcześniejszym poście pisałyśmy już o tym, że słońce uszkadza nasz materiał genetyczny. Te uszkodzenia DNA mogą prowadzić do powstawania mutacji genetycznych, a w konsekwencji – do raka skóry.

Długość życia się zwiększa, a wskutek zmian klimatycznych jesteśmy narażeni na większą ilość promieniowania UV. W związku z tym naukowcy szukają preparatów, które mogłyby hamować, opóźniać lub odwracać proces fotostarzenia. Według naszej analizy powstało ponad 350 prac naukowych na ten temat.

(Ten wpis jest kontynuacją tego, w którym opisujemy uszkodzenia w DNA wywołanie przez słońce. Omawiamy tam m.in. CPD, 6-4PP i MMP-1).

Enzymy naprawiające DNA

Mamy nadzieję, że kremy z filtrem UVA i UVB stosujesz codziennie – Twoja skóra na pewno odwdzięczy się w przyszłości. Jednak o ile krem SPF działa profilaktycznie i zapobiega starzeniu się skóry, nie ma wpływu na to, co wydarzyło się lata temu. 

Uszkodzenia DNA kumulują się w czasie. Według wielu naukowców te utrwalone, nieodwracalne zmiany mogą być naprawione za pomocą enzymów o mocy naprawy DNA. Enzymy, które opiszemy poniżej, mają naprawiać szkody, które już powstały. Są już nawet na rynku produkty, które zawierają te konkretne enzymy! Przedstawimy je w dalszej części wpisu.

Fotoliazy

Fotoliazy to enzymy, które nie występują naturalnie u ludzi. Można je spotkać w bakteriach, roślinach i zwierzętach, które są narażone na wysoką ekspozycję na promieniowanie UV. Mają one zdolność wiązania do DNA i rozbijania dimerów pirymidynowych, które powstają na skutek ekspozycji na promienie UV. Niszczą więc negatywne zmiany spowodowane przez promieniowanie słoneczne (1,2).

(Wyróżniamy fotoliazę CPD i fotoliazę 6-4PP. CPD to dimery cyklobutanopirymidynowe, a 6-4PP – fotoprodukty pirymidyno-pirymidonowe(6-4). Odsyłamy Cię koniecznie do poprzedniego postu o fotostarzeniu – będzie Ci zdecydowanie łatwiej zrozumieć o co chodzi z tymi enzymami;))

Działanie fotoliazy (1-3)

• naprawa uszkodzeń DNA spowodowanych przez promieniowanie UV (CPD i 6-4PP).
• redukcja MMP-1 ( metaloproteinaza macierzy pozakomórkowej 1), a więc zapobieganie niszczeniu kolagenu;
• wspomaganie regeneracji komórek;
• hamowanie śmierci komórek wywołanej promieniowaniem UV;
• zmniejszenie stanu zapalnego skóry spowodowanego ekspozycją na światło słoneczne (poprzez hamowanie cytokin prozapalnych).

Wstępne wyniki wykazały, że dodanie fotoliazy do kremu przeciwsłonecznego poprawia kondycję skóry. Liczba CPD wywołanych promieniowaniem UV-B zmniejszyła się o 40%-45%. Niestety, w badaniu wzięło udział tylko 7 ochotników (4).

W innym badaniu liczba osobników wzrosła do 10 (to niestety nadal bardzo mało). Uczestnicy badania stosowali krem z filtrem przeciwsłonecznym – sam lub z dodatkiem fotoliazy CPD – na skórę pleców. Przez 4 kolejne dni wystawiali tę okolicę na działanie promieni UV. Sam krem z filtrem zredukował CPD o 62%, natomiast z dodatkiem fotoliazy – aż o 93% (5).

Fotoliaza po zastosowaniu na początku ekspozycji na słońce może zapobiegać powstawaniu oparzeń słonecznych (6).

Endonukleaza T4 V

Kolejnym enzymem, który stanowi potencjalny składnik kremów naprawczych jest Endonukleaza T4 V. Jest to enzym restrykcyjny, który posiada zdolność rozpoznawania fragmentów DNA uszkodzonych przez promieniowanie UV (CPD) (6).

Działanie endonukleazy (3)

• 4x szybciej i skuteczniej niż naturalnie naprawia DNA;
• redukuje aktywności MMP-1 (przez co zapobiega niszczeniu kolagenu). 

Dodatkowo wniosek z jednego z badań naukowych jest taki, że endonukleazy dodawane do filtrów przeciwsłonecznych mogą zapobiegać i zmniejszać powstające komórki apoptotycze – takie, które weszły na drogę zaprogramowanej śmierci (7).

W innym badaniu wzięło udział 28 osób z problemem rogowacenia słonecznego (rogowacenie słoneczne to skutek przewlekłej ekspozycji na promieniowanie UV). Objawia się występowaniem stwardniałych, łuszczących zmian w obrębie skóry, a co gorsza – na jego podłożu mogą rozwijać się raki skóry. Uczestnicy badania stosowali sam krem z filtrem lub krem z filtrem z dodatkiem fotoliazy i endonukleazy. Nakładali preparaty 2 razy dziennie przez okres 6 miesięcy. Ilość CPD zmniejszyła się o 35% u osób smarujących się samym kremem i o 61% u tych, którzy stosowali krem z enzymami (8).  W innym badaniu, przeprowadzonym na grupie 9 zdrowych ochotników, endonukleaza zmniejszyła ilość CPD o 18% (9). 

Stosowanie kremu z filtrem z fotoliazą i endonukleazą zapobiega też szybszemu skracaniu się telomerów (10).

Glikozylaza 8-oksoguaniny (OGG1) 

Kolejnym enzymem o potencjalnej mocy naprawczej jest OGG1, czyli glikozylaza 8-oksoguaniny. Enzym ten posiada zdolność usuwania 8-oksoguaniny, która w czasie replikacji DNA może się łączyć z adeniną i prowadzić do powstania mutacji punktowych. I właśnie wspomniany przez nas enzym posiada możliwość usuwania 8-oksoguaniny w procesie naprawy DNA (6).

(8-oksoguanina to utlenionej pochodnej guaniny powstającej w wyniku reakcji guaniny z reaktywnymi formami tlenu lub azotu.)

W jednym z badań dodano trzy przedstawione przez nas enzymy: endonukleazę, fotoliazę i OGG1 do kremu przeciwsłonecznego. Grupa 20 ochotników stosowała ten naprawczy krem przez 8 dni, po czym eksponowała skórę na promieniowanie UV. Ilość CPD zmniejszyła się o 12%, a 8-oksoguaniny o 17% w porównaniu z samym filtrem przeciwsłonecznym (11).

Misja: dostarczyć enzym do komórek

Aby jednak enzymy naprawiające DNA mogły zadziałać, muszą przedostać się przez warstwę rogową naskórka. Z tego powodu muszą być dostarczone do skóry w odpowiedniej formie. Z dostępnych do tej pory badań wynika, że sprawdza się zamknięcie substancji aktywnych w liposomach (6). 

Liposomy to wielowarstwowe pęcherzyki lipidowe. Mają średnicę o wielkości około 150 nm. Składają się z fosfolipidów podobnych do błony komórkowej keratynocytów (12). Po zastosowaniu na skórę liposomy lokalizują się w komórkach naskórka w ciągu 1 godz. W keratynocycie błona liposomu rozpuszcza się, a zawarte w liposomie enzymy wiążą się z jego DNA (13).

Dlaczego myślimy, że forma liposomu jest dobra? W jednym z badań zamknięto w liposomach enzymy: endonukleazę, fotoliazę i endonukleazę OGG1. 32 uczestników badania z drobnymi zmarszczkami w okolicy oczu stosowało krem z tymi liposomami 2 razy dziennie przez 4 tygodnie. Poprawę zauważyło 72% badanych (14).

2 w 1: naprawa + profilaktyka

Od idealnego kremu z filtrem oczekiwalibyśmy:

• ochrony przez UVA i UVB;
• zdolności usuwania wolnych rodników tlenowych 
• stabilności i bezpieczeństwa,
• zawartości enzymów przyczyniających się do naprawy DNA. 

Na rynku istnieją już kremy z filtrem, które oprócz ochrony przed UVA i UVB potrafią też naprawić uszkodzone wcześniej DNA.

Zbadano, jak dodatek enzymów do kremu z filtrem wpływa na obecność CPD. Poziomy CPD w porównaniu z wartościami wyjściowymi zmniejszyły się o 61% u pacjentów stosujących filtry przeciwsłoneczne z enzymami naprawy DNA w porównaniu z 35% u pacjentów stosujących konwencjonalne filtry przeciwsłoneczne (15).

Stosowanie kremów zawierających filtry chroniące przed promieniowaniem UV, enzymy naprawiające DNA oraz antyoksydanty może ograniczyć starzenie się skóry, poprawić oznaki fotostarzenia oraz nowotworom skóry. Najlepiej stosować takie, kremy, które zawierają i enzymy naprawcze, i antyoksydanty. Substancje te wykazują efekt synergiczny – są bardziej efektywne gdy działają razem, niż w przypadku osobnego ich zastosowania.

Jaki krem z filtrem i enzymami możesz kupic?

Jeśli nasz wpis zachęcił Cię do stosowania kremu z filtrem oraz enzymami naprawczymi, przygotowałyśmy listę preparatów z takim składem dostępnych na rynku (3).

• Eryfotona® AK-NMSC, Isdin SA  – filtr przeciwsłoneczny (SPF 100+) + fotoliaza CPD zamknięta w liposomach.
• Ateia® – filtr przeciwsłoneczny (SPF 25-50+) + fotoliaza CPD zamknięta w liposomach, endonukleaza T4 V i ekstrakt z kaktusa nopal.
• Ladival® med – filtr przeciwsłoneczny (SPF 15/20) + fotoliaza CPD zamknięta w liposomach.
• SkinMedica® Total Defense + Repair (TD + R) – filtr przeciwsłoneczny (SPF 34) + kilka przeciwutleniaczy, które zapobiegają powstawaniu CPD.
• Heliocare 360° AK Fluid – filtr przeciwsłoneczny (SPF 100+) + fotoliaza zamknięta w liposomach, endonukleaza i OGG1.
• Neova –  filtr przeciwsłoneczny (SPF 40/43/44) + fotoliaza zamknięta w liposomach.
• Priori Tetra® – filtr przeciwsłoneczny (SPF 50) + fotoliaza zamknięta w liposomach, endonukleaza i  OGG1.
• Sesderma Repaskin® – filtr przeciwsłoneczny (SPF 50/30) + fotoliaza zamknięta w liposomach.

Bibliografia:

1. Yeager D, Lim H. What’s New in Photoprotection: A Review of New Concepts and Controversies. Dermatol Clin. 2019 Apr;37(2):149-157.
2. Stege H, Roza L, et al. Enzyme plus light therapy to repair DNA damage in ultraviolet-B-irradiated human skin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000 Feb 15;97(4):1790-5.
3. Luze H, Nischwitz S, et al. DNA repair enzymes in sunscreens and their impact on photoageing-A systematic review. Photodermatol Photoimmunol Photomed. 2020 Nov;36(6):424-432.
4. Berardesca E, Bertona M, et al. Reduced ultraviolet-induced DNA damage and apoptosis in human skin with topical application of a photolyase-containing DNA repair enzyme cream: clues to skin cancer prevention. Mol Med Rep. 2012 Feb;5(2):570-4.
5. Berardesca E, Bertona M, et al. Reduced ultraviolet-induced DNA damage and apoptosis in human skin with topical application of a photolyase-containing DNA repair enzyme cream: clues to skin cancer prevention. Mol Med Rep. 2012 Feb;5(2):570-4
6. Yarosh D, Rosenthal A, Moy R. Six critical questions for DNA repair enzymes in skincare products: a review in dialog. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2019 Aug 29;12:617-624.
7. Wolf P, Cox P, et al. Sunscreens and T4N5 liposomes differ in their ability to protect against ultraviolet-induced sunburn cell formation, alterations of dendritic epidermal cells, and local suppression of contact hypersensitivity. J Invest Dermatol. 1995 Feb;104(2):287-92.
8. Carducci M, Pavone P, et al. Comparative effects of sunscreens alone vs sunscreens plus DNA repair enzymes in patients with actinic keratosis: clinical and molecular findings from a 6-month, randomized, clinical study. J Drugs Dermatol. 2015;14(9):986–990.
9. Ke M, Camouse M, et al. UV protective effects of DNA repair enzymes and RNA lotion. Photochem Photobiol. 2008 Jan-Feb; 84(1):180-4.
10. Emanuele E, Altabas V, et al. Topical application of preparations containing DNA repair enzymes prevents ultraviolet-induced telomere shortening and c-FOS proto-oncogene hyperexpression in human skin: an experimental pilot study.  J Drugs Dermatol. 2013 Sep; 12(9):1017-21.
11. Emanuele E, Spencer J, Braun M. An experimental double-blind irradiation study of a novel topical product (TPF 50) compared to other topical products with DNA repair enzymes, antioxidants, and growth factors with sunscreens: implications for preventing skin aging and cancer. J Drugs Dermatol. 2014;13(3):309–314.
12. Yarosh D. Liposomes in investigative dermatology. Photodermatol Photoimmunol Photomed. 2001;17(5):203–212.
13. Yarosh D, Bucana C, et al. Localization of liposomes containing a DNA repair enzyme in murine skin. J Invest Dermatol. 1994;103(4):461–468.
14. Walfield A, Yarosh D. It’s never too late: DNA repair and photo-aging. Cosm Toil. 2007;122(7).
15. Carducci M, Pavone P, et al. Comparative effects of sunscreens alone vs sunscreens plus DNA repair enzymes in patients with actinic keratosis: clinical and molecular findings from a 6-month, randomized. Clinical Study. J Drugs Dermatol. 2015;14(9):986-990.