Zespół naukowców z University of Pittsburgh Medical Center (UPMC) pod kierunkiem prof. Subhadipa Ghataka i prof. Chandana Sena rozszyfrował mechanizm powodujący wolniejsze gojenie się ran u osób chorych na cukrzycę. To z kolei może przełożyć się na opracowanie skuteczniejszych metod terapeutycznych, które przynajmniej części pacjentów mogą przynieść ulgę.
Czytaj też: Legendarna piosenka Queen i cukrzyca. Właśnie je ze sobą powiązano
Okazuje się, że u diabetyków wadliwe są maleńkie cząsteczki przekaźnikowe zwane egzosomami, które nie są w stanie dostarczać istotnych informacji do komórek wspomagających gojenie sie ran. Szczegóły zostały opisane w czasopiśmie Nano Today.
Prof. Chandan Sen z UPMC mówi:
U pacjentów chorych na cukrzycę gojenie się ran jest utrudnione z powodu nadmiernego stanu zapalnego. Te przewlekłe rany mogą prowadzić do amputacji kończyn. Każdego roku w samych Stanach Zjednoczonych dochodzi do ponad 100 000 amputacji związanych z cukrzycą, ale dzięki lepszemu zrozumieniu gojenia się ran i opracowaniu nowych terapii naszym celem jest zmniejszenie tej liczby.
Za trudno gojące się rany u diabetyków odpowiadają wadliwe egzosomy
Egzosomy już wcześniej powiązano z reakcjami odpornościowymi i procesami zapalnymi w organizmie. Teraz wykryto, że to właśnie wadliwe funkcjonowanie tych cząsteczek może przyczyniać się do powstawania przewlekłych ran.
Czytaj też: Cukrzyca w końcu pokonana! Te komórki macierzyste potrafią zdziałać cuda
Naukowcy pobrali płyn z opatrunków podciśnieniowych umieszczonych na ranach przewlekłych 22 pacjentów z cukrzycą i 15 pacjentów bez cukrzycy. Terapia podciśnieniowa (NPWT) sprzyja zamykaniu się ran poprzez zastosowanie ciśnienia niższego od atmosferycznego w celu usunięcia płynu i infekcji. Ranę zakleja się specjalnym bandażem i mocuje do delikatnej pompki próżniowej.
Przeanalizowano płyn z opatrunków i wyizolowane egzosomy wytwarzane przez keratynocyty, komórki niezbędne do naprawy skóry. Zwykle, gdy egzosomy przenoszące ładunek są uwalniane z komórek, są wchłaniane przez makrofagi – komórki odpornościowe koordynujące gojenie ran.
Prof. Chandan Sen mówi:
Jeśli sygnały zawarte w egzosomach są prawidłowe, makrofagi wiedzą, jak zaradzić stanowi zapalnemu rany. W cukrzycy komunikacja między keratynocytami a makrofagami jest upośledzona, więc makrofagi w dalszym ciągu powodują stan zapalny, a rana nie może się zagoić.
Egzosomy u osób chorych na cukrzyce, nazwane diaegzosomami, miały inną zawartość RNA, lipidów i białek niż analogiczne cząsteczki u osób zdrowych, co sugeruje, że u diabetyków to proces “pakowania” ładunków jest zmieniony. Cukrzyca utrudnia także uwalnianie i wychwyt egzosomów w ranach. Liczba diaegzosomów w płynie z ran diabetyków była znacznie mniejsza niż egzosomów u osób bez cukrzycy, a makrofagi zajmowały znacznie mniej egzosomów niż diaegzosomy.
Kiedy makrofagi od zdrowych osób inkubowano z egzosomami, wytwarzały czynniki łagodzące stan zapalny, co wskazywało, że otrzymały z egzosomu prawidłowy sygnał “gojenia się ran”. Gdy eksperyment powtórzono z użyciem diaegzosomów, makrofagi zamiast tego wytworzyły czynniki prozapalne. To wydaje się być kluczowy element w procesie trudnego gojenia się ran u diabetyków.
Czytaj też: Nie ma kabli i jest praktycznie niewyczuwalny. Inteligentny opatrunek przyspieszy gojenie ran
Prof. Chandan Sen podsumowuje:
Diaegzosomy powodują odchylenie od kaskady gojenia, co utrudnia ustąpienie stanu zapalnego. I nie ogranicza się to tylko do ran. Ponieważ egzosomy są odpowiedzialne za wiele funkcji w organizmie, diaegzosomy mogą odgrywać rolę w innych powikłaniach cukrzycy. To badanie otwiera nowy tok myślenia.
Uczeni już badają, jak można zmodyfikować diaegzosomy, aby poprawić gojenie się ran u chorych na cukrzycę. Jednym ze sposobów byłoby cofnięcie modyfikacji chemicznych zachodzących w diaegzosomach, a innym jest wyizolowanie egzosomów chorych na cukrzycę i załadowanie ich brakującym “ładunkiem” przed wprowadzeniem z powrotem do rany.