Niekontrolowana akumulacja reaktywnych form tlenu (ROS; ang. reactive oxygen species) i utrzymujący się w ranie stan zapalny sprawiają, że rany cukrzycowe są trudne do leczenia, a gojenie wydłuża się, znacznie wpływając na jakość życia pacjenta. Naukowcy z Icahn Mount Sinai Medical Center w USA postanowili rozwiązać ten problem i opracowali specjalną formułę, która może wesprzeć gojenie ran u diabetyków i nie tylko.

Formuła składa się z różnorodnych cząsteczek nanolipidowych, pochodnych trisiarczku. Rozwiązanie to znacznie redukuje ROS w ranach. Ponadto naukowcom udało się opracować sposób, by nanocząsteczki dostarczały do rany mRNA interleukiny (IL-)4, aby złagodzić mikrośrodowisko zapalne rany. Odkrycia zostały opublikowane 21 maja br. W “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Ogromny potencjał

Badane na modelach zwierzęcych rozwiązanie okazało się bezpieczne i znacznie przyspieszyło gojenie ran cukrzycowych.

– Ogólnie rzecz biorąc, to rozwiązanie [lipidowa nanocząsteczka-mRNA pochodząca z trisiarczku] nie tylko zapewnia bezpieczną, skuteczną i wygodną strategię terapeutyczną gojenia się ran cukrzycowych, ale także ma ogromny potencjał klinicznego przełożenia zarówno na leczenie ran ostrych, jak i przewlekłych – napisali autorzy badania.

Zrozumienie ROS

Kluczem do opracowania nowej strategii leczenia ran cukrzycowych było zrozumienie ROS i makrofagów w środowisku rany. Cząsteczki ROS są naturalnie wytwarzane przez organizm i pełnią między innymi rolę mediatorów w procesach wzrostu, dojrzewania i apoptozy komórek, jak również odpowiadają za istnienie stanu zapalnego oraz regulują poziom energii w komórkach. Nadprodukcja ROS może natomiast prowadzić do stresu oksydacyjnego, który uszkadza tkanki, białka i DNA.

– Pomyślałem, że może uda nam się zaprojektować system, który z jednej strony będzie w stanie wychwycić wszystkie formy ROS, a z drugiej strony będziemy mieli pewien ładunek terapeutyczny, który pomoże modulować fenotyp makrofagów, ważnego typu komórek odpornościowych w mikrośrodowisku rany. Łącząc te dwa aspekty, możemy pomóc mikrośrodowisku rany w procesie gojenia – powiedział prof. Yizhou Dong, specjalista immunologii i immunoterapii w Icahn School of Medicine w Mount Sinai.

Jak działa nowy system?

System wykorzystuje nanocząsteczki lipidowe wypełnione mRNA kodującym IL-4 do zwalczania dysfunkcyjnych makrofagów, jednocześnie zmniejszając stan zapalny i ROS w ranach cukrzycowych. Naukowcy umieścili nanocząsteczki lipidowe w hydrożelu w celu łatwej miejscowej aplikacji na rany.

Eksperci wyjaśniają, że system ten jest wyjątkowy na tle obecnie stosowanych metod.

– Po pierwsze, zaprojektowaliśmy nową bibliotekę lipidów, która zawiera łączniki trisiarczkowe. Trójsiarczkowe grupy funkcyjne są bardzo reaktywne z formami ROS. Tak więc, jeśli mamy te składniki w mikrośrodowisku rany, lipidy pochodzące z trisiarczków pomagają zmniejszyć poziom gatunków ROS w miejscu rany. Kolejną kwestią jest to, że naszym ładunkiem terapeutycznym jest mRNA kodujące IL-4, która jest cytokiną. Cytokina ta jest bardzo ważnym składnikiem, który może pomóc w konwersji makrofagów z M1 do M2. M2 ma działanie przeciwzapalne, co jest pomocne w gojeniu się ran – wskazał prof. Dong.

Naukowcy zapowiedzieli już kolejne etapy badań nad nowym rozwiązaniem. W planach jest przetestowanie hydrożelu na innych modelach zwierzęcych. Konieczne będą również testy bezpieczeństwa, które pozwolą przejść do badań klinicznych fazy 1.

Źródło: mddionline.com