„As w rękawie” układu odpornościowego: regeneracja naczyń krwionośnych
Badania naukowe Leczenie ran Newsy Obok slidera

„As w rękawie” układu odpornościowego: regeneracja naczyń krwionośnych

Ten tekst przeczytasz w 4 min.

Interdyscyplinarny zespół naukowców z USA dokonał przełomowego odkrycia związanego z komórkami odpornościowymi – dowiedli oni, że w połączeniu z odpowiednimi „rusztowaniami” białkowymi mogą one skutecznie leczyć chorobę tętnic odwodowych. „Jesteśmy u progu nowej ery – zaczynamy rozumieć, w jakim stopniu układ odpornościowy wpływa na ludzkie zdrowie i choroby”, powiedział jeden z autorów badania.

Nowa metoda przyspieszania tworzenia naczyń krwionośnych

Około 8,5 miliona ludzi w Stanach Zjednoczonych cierpi na chorobę tętnic obwodowych (ang. peripheral artery disease, PAD), czyli zwężenie tętnic w kończynach górnych lub dolnych, do którego często dochodzi w wyniku nagromadzenia się tkanki tłuszczowej. Schorzenie to może powodować odcięcie dopływu krwi do kończyn, powodując śmierć tkanek, gangrenę, a nawet amputację. Przeprowadzane dotychczas badania skupiały się wokół wykorzystanie związków wspomagających angiogenezę, czyli wzrost nowych naczyń krwionośnych, w celu omijania zablokowanych tętnic, jednak nie poprawiły one znacząco wyników leczenia.

W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie wpływem komórek odpornościowych organizmu na leczenie niedokrwienia, ponieważ niektóre z nich wydzielają związki pobudzające naczynia krwionośne. Jednak uzyskanie terapeutycznych komórek odpornościowych w celu zaaplikowania ich w konkretnym miejscu, aby wydzielały wystarczające ilości pożądanych związków tam, gdzie potrzebne są nowe naczynia, pozostaje wyzwaniem.

Nowe podejście naukowców z Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering i John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) wykorzystuje zaskakującą kombinację wszczepialnych rusztowań biomateriałowych i szczepionek dziecięcych, aby rozwiązać ten problem. Specjaliści przeprowadzili badanie z wykorzystaniem myszy z niedokrwieniem kończyny tylnej (ciężka postać PAD), podczas której użyli zwiększonego stężenia limfocytów T, stymulując jednocześnie angiogenezę, przepływ krwi i regenerację włókien mięśniowych przez okres do dwóch tygodni.

– Jednym z najbardziej ekscytujących aspektów tej pracy jest to, że oferuje ona nową metodę przyspieszania tworzenia naczyń krwionośnych, która nie opiera się na tradycyjnych terapiach wykorzystujących m.in. komórki, czynniki wzrostu i cytokiny, stosowane zwykle do wspomagania unaczynienia – powiedział główny autor badania, dr Brian Kwee, były doktorant w Wyss Institute i SEAS, który jest obecnie doktorem habilitowanym w FDA. – Ponadto odkrycie potencjalnie oferuje postęp w bioinżynieryjnych terapiach limfocytami T, które dotychczas służyły tylko leczeniu nowotworów, a dzięki temu badaniu będą mogły zostać wykorzystane do wspomagania gojenia się ran i regeneracji tkanek.

Badania na myszach potwierdziły skuteczność szczepionki

Nad rusztowaniem biomateriałowym dr Kwee i reszta zespołu pracowali od kilku lat w Instytucie Wyss, z powodzeniem modulując układ odpornościowy do różnych celów, w tym do terapii antynowotworowych i leczenia chorób autoimmunologicznych. W przypadku niedokrwienia skupili się na specyficznym typie komórek odpornościowych, zwanych limfocytami T pomocniczymi 2 (TH2), które – jak stwierdzono – wydzielają cząsteczki wspomagające wzrost naczyń krwionośnych oraz wytwarzanie cytokin inicjujących odpowiedzi immunologiczne. Komórki TH2 są również kluczowym elementem „pamięci” komórkowej przy szczepieniach przeciwko chorobotwórczym patogenom, ponieważ rozpoznają one drobnoustrój wprowadzony przez szczepionkę i pomagają organizmowi w uzyskaniu odpowiedzi immunologicznej przeciwko niej w przyszłości. Z powodów, które nie są jeszcze w pełni zrozumiałe, dostarczanie niewielkiej ilości glinu w szczepionce znacznie przyspiesza tworzenie komórek TH2. Zespół z Wyss miał przeczucie, że tak jak u zaszczepionych osób odpowiedź komórkowa TH2 mogłaby zostać zwiększona, gdyby wprowadzono odpowiedni antygen wyzwalający; tak i jeśli antygen ten zostanie włączony do rusztowania biomateriałowego znajdującego się w pobliżu zablokowanej tętnicy, komórki TH2 uwolnią związki promujące angiogenezę tam, gdzie są najbardziej potrzebne do leczenia niedokrwienia.

– Ta metoda zasadniczo wykorzystuje fakt, że standardowe szczepionki „pobudzają” układ odpornościowy do rozpoznawania określonych antygenów. Poprzez ponowne wprowadzenie antygenu za pomocą rusztowania w konkretnym miejscu jesteśmy w stanie przyciągnąć i zatrzymać wystarczającą liczbę komórek TH2, aby skutecznie leczyły tkankę niedokrwienną i sprzyjały rozwojowi nowych naczyń krwionośnych – poinformowali dr David Mooney, który jest członkiem Founding Core Faculty w Wyss Institute, oraz prof. Robert P. Pinkas z SEAS.

Zespół dr. Mooneya wstrzyknął myszom owalbuminę, podstawowe białko występujące w jajach, aby wywołać łagodną reakcję immunologiczną, a także wodorotlenek glinu. Dwa tygodnie później myszy otrzymały „dawkę przypominającą” tej samej szczepionki, a cztery tygodnie później wszczepiono im rusztowanie zawierające owalbuminę w niedokrwionych kończynach tylnych. U gryzoni zaobserwowano wówczas większą liczbę komórek TH2 specyficznych dla owalbuminy, a także eozynofilów, czyli komórek pobudzających angiogenezę, które są aktywowane przez komórki TH2, niż u myszy, które nie otrzymały szczepionki pierwotnej.

U zaszczepionych myszy zaobserwowano również niższy poziom śmierci tkanek oraz większą gęstość naczyń krwionośnych, perfuzję krwi i ilość regenerujących włókien mięśniowych w niedokrwionych kończynach tylnych po dwóch tygodniach. Aby potwierdzić, że komórki TH2 rzeczywiście były odpowiedzialne za tę poprawę, badacze wprowadzili do organizmów zaszczepionych gryzoni przeciwciała przeciwko nim – wówczas okazało się, że komórki neutralizujące TH2 odwróciły zaobserwowane korzyści.

Limfocyty T można wykorzystać do wspomagania wzrostu naczyń krwionośnych

Dalsze prace sprawdzą, w jaki sposób zmiany w czasie między szczepieniem a implantacją rusztowania wpływają na odpowiedź komórek TH2, ponieważ ludzie są często szczepieni w bardzo młodym wieku, a PAD rozwija się dopiero na późniejszych etapach życia.

– Jesteśmy bardzo podekscytowani badaniem, ponieważ potwierdza ono, że limfocyty T mogą być wykorzystywane do wspomagania wzrostu naczyń krwionośnych. Ponadto udowodniliśmy, że biomateriały mogą manipulować limfocytami T w celu zwiększenia regeneracji uszkodzonych tkanek – powiedział dr Mooney.

– Jesteśmy u progu nowej ery – zaczynamy rozumieć, w jakim stopniu układ odpornościowy wpływa na ludzkie zdrowie i choroby – powiedział dr Donald Ingber, dyrektor założyciel Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering. – Ta praca stanowi kolejny przykład na to, w jaki sposób materiały inspirowane biologią mogą doprowadzić do modulowania układu odpornościowego w celu wykonywania przełomowych procedur medycznych.

Badanie opisano w czasopiśmie „Science Advances”.

Źródło: Medicalxpress.com

Przeczytaj również: Martwe komórki zakłócają odpowiedź immunologiczną i utrudniają gojenie

Przeczytaj bezpłatnie artykuł w czasopiśmie „Forum Zakażeń”:

Liczba limfocytów jako czynnik prognostyczny nasilenia objawów w mononukleozie zakaźnej

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *