Zespół badaczy z University of Pittsburgh Medical Center (UPMC) ustalił, że za wolno gojącymi się ranami u osób chorych na cukrzycę stoją wadliwe cząsteczki przekaźnikowe zwane egzosomami, które nie są w stanie dostarczyć istotnych informacji do komórek wspomagających gojenie. Rozszyfrowanie tego mechanizmu może przełożyć się na opracowanie skuteczniejszych metod terapeutycznych i zmniejszyć liczbę amputacji kończyn z powodu cukrzycy.

Zespół naukowców kierowany był przez prof. Subhadipa Ghataka i prof. Chandana Sena. Badania zostały opisane na łamach czasopisma „Nano Today”.

– 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 – podkreślił prof. Chandan.

Przyczyna utrudnionego gojenia

Naukowcy ustalili, że u pacjentów z cukrzycą wadliwe są cząsteczki przekaźnikowe zwane egzosomami, które nie są w stanie dostarczyć istotnych informacji do komórek wspomagających gojenie. Ezgzosomy już we wcześniejszych badaniach powiązano z reakcjami odpornościowymi i procesami zapalnymi w organizmie. Teraz natomiast udało się ustalić wadliwe funkcjonowanie tych cząsteczek, co może być przyczyną utrudnionego gojenia.

W omawianych badaniach naukowcy pobrali płyn z opatrunków podciśnieniowych umieszczonych na ranach przewlekłych 22 pacjentów z cukrzycą i 15 pacjentów bez tej choroby. Płyn został przeanalizowany. Wyizolowano egzosomy wytwarzane przez keratynocyty, komórki pełniące ważną rolę w naprawie skóry. Zazwyczaj, gdy egzosomy przenoszące ładunek są uwalniane z komórek, są wchłaniane przez makrofagi – komórki odpornościowe koordynujące gojenie ran. Prof. Chandan wyjaśnił, że jeżeli sygnały w egzosomach są prawidłowe, makrofagi wiedzą, jak zaradzić stanowi zapalnemu rany. Natomiast w przebiegu cukrzycy komunikacja między keratynocytami a makrofagami jest upośledzona, więc makrofagi w dalszym ciągu powodują stan zapalny, a rana nie może się zagoić.

Odkrycie może pomóc w szybszym gojeniu ran u cukrzyków

Egzosomy u osób chorych na cukrzycę, nazwane diaegzosomami, miały inną zawartość RNA, lipidów i białek niż analogiczne cząsteczki u osób zdrowych. Sugeruje to, że u diabetyków proces „pakowania” ładunków jest więc zmieniony. Ponadto cukrzyca utrudnia uwalnianie i wychwyt egzosomów w ranach. Naukowcy ustalili, że ilość diaegzosomów w płynie z ran diabetyków była znacznie mniejsza niż egzosomów u osób bez cukrzycy, a makrofagi zajmowały znacznie mniej egzosomów niż diaegzosomy.

Z kolei, gdy makrofagi od zdrowych osób inkubowano z egzosomami, wytwarzały czynniki łagodzące stan zapalny, co wskazywało, że otrzymały z egzosomu prawidłowy sygnał  do zagojenia się rany. Naukowcy powtórzyli ten eksperyment z użyciem diaegzosomów – wówczas makrofagi wytworzyły czynniki prozapalne. Zdaniem badaczy może być to kluczowy element w procesie utrudnionego gojenia u pacjentów z cukrzycą.

– 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 – podsumował prof. Chandan Sen.

Naukowcy sprawdzają już, jak można zmodyfikować diaegzosomy, by poprawić gojenie ran u cukrzyków. Jednym ze sposobów może być cofnięcie modyfikacji chemicznych zachodzących w diaegzosomach. Inną metodą może być wyizolowanie egzosomów chorych na cukrzycę i załadowanie ich brakującym „ładunkiem” przed wprowadzeniem z powrotem do rany.

Źródło: Focus.pl