Zastosowanie rekombinowanych enzymów w medycynie estetycznej – mechanizm działania i możliwości terapeutyczne systemu enzymatycznego

Dynamiczny rozwój biotechnologii w ostatnich dekadach umożliwił opracowanie nowoczesnych metod terapeutycznych wykorzystujących enzymy rekombinowane. Enzymy stanowią białka katalityczne o wysokiej selektywności substratowej, dzięki czemu mogą oddziaływać na określone struktury biologiczne bez znaczącego wpływu na otaczające tkanki. Ich właściwości sprawiają, że znajdują coraz szersze zastosowanie w medycynie, w tym również w dermatologii i medycynie estetycznej. 

Jednym z przykładów takiego podejścia terapeutycznego jest zastosowanie systemów enzymatycznych zawierających mieszaninę enzymów, takich jak kolagenaza, lipaza oraz liaza (hialuronidaza). Enzymy te działają synergistycznie, wpływając na elementy macierzy pozakomórkowej (ECM – extracellular matrix) oraz na metabolizm tkanki tłuszczowej, co umożliwia ich wykorzystanie w leczeniu lokalnych depozytów tłuszczowych, cellulitu, blizn oraz zwłóknień. 

Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie mechanizmu działania enzymów rekombinowanych oraz ich zastosowania klinicznego w terapii wybranych problemów estetycznych.

Charakterystyka enzymów

Enzymy to wyspecjalizowane białka pełniące funkcję katalizatorów reakcji biochemicznych. Charakteryzują się wysoką swoistością substratową, co oznacza, że oddziałują wyłącznie na określone cząsteczki docelowe. Ich działanie odbywa się poprzez aktywne centrum enzymu, w którym następuje wiązanie substratu oraz kataliza reakcji chemicznej. 

Aktywność enzymów zależy od wielu czynników fizykochemicznych, takich jak:

• temperatura,
• pH środowiska,
• stężenie substratu.

Przekroczenie optymalnych wartości tych parametrów może prowadzić do denaturacji białka, a tym samym utraty aktywności biologicznej.

Technologia rekombinacji DNA

Nowoczesne systemy enzymatyczne stosowane w medycynie estetycznej powstają dzięki technologii rekombinacji DNA. Polega ona na wprowadzeniu do genomu mikroorganizmu genu kodującego określony enzym, co umożliwia jego produkcję na dużą skalę w warunkach laboratoryjnych. 

W procesie tym wykorzystuje się często bakterie, takie jak Escherichia coli, które dzięki szybkiemu namnażaniu i łatwości modyfikacji genetycznej stanowią wydajny system produkcyjny dla białek terapeutycznych.

Przykładowe źródła enzymów wykorzystywanych w medycynie estetycznej obejmują:

• Clostridium histolyticum – źródło kolagenazy,
• Thermus thermophilus – źródło lipazy,
• Streptococcus pyogenes – źródło liazy. 

Enzymy produkowane w ten sposób są oczyszczane i standaryzowane, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości preparatów o przewidywalnym działaniu terapeutycznym.

Mechanizm działania poszczególnych enzymów

Kolagenaza jest enzymem zdolnym do degradacji włókien kolagenowych, szczególnie kolagenu typu I i III. Rozkład ten dotyczy przede wszystkim włókien starych, uszkodzonych lub zdenaturowanych, które charakteryzują się odsłoniętymi wiązaniami peptydowymi. 

Proces ten prowadzi do powstania bioaktywnych peptydów, które stymulują:

• proliferację komórek,
• migrację keratynocytów,
• angiogenezę,
• aktywację integryn.

W efekcie dochodzi zarówno do poprawy funkcjonalnej tkanki, jak i jej wyglądu estetycznego.

Lipaza jest enzymem odpowiedzialnym za hydrolizę trójglicerydów, które stanowią główny składnik tkanki tłuszczowej. W wyniku jej działania dochodzi do rozkładu lipidów obecnych w przestrzeni pozakomórkowej. 

W przeciwieństwie do niektórych metod lipolizy chemicznej, enzym ten nie powoduje uszkodzenia błony komórkowej adipocytów, a jedynie prowadzi do zmniejszenia objętości komórek tłuszczowych poprzez metabolizm lipidów.

Liaza (hialuronidaza), znana również jako hialuronidaza, odpowiada za degradację glikozaminoglikanów (GAG), które stanowią istotny składnik macierzy pozakomórkowej. Rozkład tych cząsteczek prowadzi do zwiększenia przepuszczalności tkanki łącznej oraz poprawy drenażu międzykomórkowego. 

Efekty działania liazy obejmują:

• redukcję obrzęków,
• zmniejszenie stanu zapalnego,
• stymulację fibroblastów,
• uwalnianie czynników wzrostu, takich jak FGF i VEGF.

Synergia działania enzymów

Jednym z kluczowych elementów skuteczności terapii enzymatycznej jest synergiczne działanie kilku enzymów jednocześnie. Połączenie kolagenazy, lipazy i liazy umożliwia oddziaływanie na różne elementy tkanki:

• kolagenaza – remodeluje macierz pozakomórkową,
• lipaza – redukuje tkankę tłuszczową,
• liaza – poprawia dyfuzję substancji oraz mikrokrążenie.

Takie wielokierunkowe działanie pozwala na osiągnięcie efektów terapeutycznych przy minimalnej inwazyjności procedury. 

Zastosowanie kliniczne systemów enzymatycznych

Redukcja lokalnych depozytów tłuszczowych

Jednym z głównych zastosowań terapii enzymatycznej jest leczenie lokalnych nagromadzeń tkanki tłuszczowej, w tym w okolicy podbródka. Lipaza prowadzi do degradacji trójglicerydów, co skutkuje zmniejszeniem objętości adipocytów oraz poprawą konturu twarzy.

Przed leczeniem/Po leczeniu

Dzięki uprzejmości Dr Citya Beaz

Leczenie cellulitu

Cellulit jest złożonym problemem obejmującym zmiany w tkance tłuszczowej, włókniste przegrody tkanki łącznej oraz zaburzenia mikrokrążenia. Synergiczne działanie enzymów pozwala na jednoczesne oddziaływanie na wszystkie te elementy, co prowadzi do wygładzenia powierzchni skóry.

Przed leczeniem/Po leczeniu (2 sesje)

Dzięki uprzejmości  Dr. Joana Bernedo 

Leczenie blizn i zwłóknień

Kolagenaza odgrywa szczególnie istotną rolę w leczeniu blizn oraz zmian włóknistych. Degradacja patologicznie zorganizowanego kolagenu umożliwia przebudowę tkanki oraz poprawę jej elastyczności.

Terapia enzymatyczna stanowi w wielu przypadkach alternatywę dla metod chirurgicznych, charakteryzując się krótszym okresem rekonwalescencji oraz mniejszą inwazyjnością.

Przed leczeniem/Po leczeniu (3 sesje)

Dzięki uprzejmości Dr. Maira González

Bezpieczeństwo i protokoły terapeutyczne

Zabiegi z wykorzystaniem enzymów rekombinowanych zazwyczaj wykonywane są w serii kilku sesji terapeutycznych, najczęściej trzech, w odstępach 15–30 dni. Liczba aplikacji zależy od wskazania klinicznego oraz obszaru poddanego terapii. 

Ze względu na wrażliwość enzymów na czynniki fizykochemiczne, zaleca się przestrzeganie określonych zasad postępowania, takich jak unikanie ekstremalnych temperatur czy stosowanie odpowiednich procedur przygotowania preparatu.

Podsumowanie

Systemy enzymatyczne oparte na rekombinowanych enzymach stanowią innowacyjne narzędzie terapeutyczne w medycynie estetycznej. Dzięki wysokiej selektywności substratowej oraz synergicznemu działaniu różnych enzymów możliwe jest uzyskanie skutecznych efektów terapeutycznych przy jednoczesnym ograniczeniu inwazyjności procedur.

Zastosowanie kolagenazy, lipazy oraz liazy pozwala na wielokierunkowe oddziaływanie na tkanki, obejmujące remodelowanie macierzy pozakomórkowej, redukcję tkanki tłuszczowej oraz poprawę mikrośrodowiska komórkowego. W związku z tym terapia enzymatyczna stanowi obiecującą alternatywę dla tradycyjnych metod leczenia wielu problemów dermatologicznych i estetycznych.

Bibliografia:

Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry. 5th ed. New York: W.H. Freeman; 2002.

Buhren B.A., Schrumpf H., Hoff N.P. et al. Hyaluronidase: from clinical applications to molecular and cellular mechanisms. European Journal of Medical Research. 2016;21:52.

Girish K.S., Kemparaju K. The magic glue hyaluronan and its eraser hyaluronidase: a biological overview. Current Medicinal Chemistry. 2009;16(18):2261–2288.

Litwiniuk M., Krejner A., Speyrer M.S. et al. Hyaluronic acid in inflammation and tissue regeneration. Wounds. 2016;28(3):78–88.

Snetkov P., Zakharova K., Morozkina S. et al. Hyaluronic acid: the influence of molecular weight on structural, physical and biological properties. Polymers. 2020;12(8):1800.

Wu S., Zhou X., Jin Z., Cheng H. Collagenases and their inhibitors: a review. Journal of Leather Science and Engineering. 2023.

Sheets A.R., Demidova-Rice T.N., Shi L. et al. Identification and Characterization of Novel Matrix-Derived Bioactive Peptides: A Role for Collagenase from Santyl® Ointment in Post-Debridement Wound Healing. PLoS ONE. 2016;11(7):e0159598.

Jabbour R., Farah F., Mallat F., Saad E., Semaan K., Haber R., Helou J. Efficacy and safety of the enzymatic mixture – lipase, collagenase and hyaluronidase – in the treatment of moderate to severe submental fat: a prospective cohort study.

Castro-García M.P., Muñoz Montaño J.R. Multicenter clinical study to evaluate the efficacy and safety of hyaluronic acid and enzyme cocktail in scars. Dermatología CMQ. 2020;18(2):84–92.