Воспаление мешает заживлению диабетических язв
Исследователи из индийского института химической технологии (CSIR-IICT) разработали новый метод защиты стволовых клеток костного мозга, применяемых для заживления ран, от влияния сильного воспаления. Они предлагают использовать для этого широко применяемый в клинической практике противовоспалительный препарат целексосиб.
У пациентов с сахарным диабетом хронические незаживающие раны могут приводить к развитию серьезных осложнений и в ряде случаев – к ампутации пораженных конечностей. По словам руководителя исследования доктора Амитавы Даса (Amitava Das), лечение хронических ран у пациентов с сахарным диабетом, а также проходящих химио- и радиотерапию является постоянной проблемой.
Традиционные методы лечения часто неэффективны, поэтому специалисты занимаются поиском альтернативных подходов. Один из таких подходов подразумевает введение в рану стволовых клеток, способных дифференцироваться в клетки других типов, таких как клетки кожи кератиноциты, способствующие процессу заживления. Однако эффективность данного метода ограничения агрессивным микроокружением ран, во многих случаях воспаленных.
Воспаление является нормальным составляющим процесса заживления раны. В зону заживления привлекаются иммунные клетки лейкоциты, которые высвобождают вызывающие воспаление биологически активные субстанции, известные как цитокины. В зоне повреждения также повышается активация способствующих развитию воспаления ферментов, таких как циклооксигеназа-2 (COX-2). Эта воспалительная реакция влияет на процесс роста ткани и изменяет кровоток, облегчая процесс заживления. Когда воспаление утихает, клетки кожи начинают делиться и покрывают поверхность раны. Однако в случае хронических ран воспаление может быть более выраженным и продолжительным, что может быть губительным для стволовых клеток, вводимых в рану для ускорения ее заживления.
Авторы высказали гипотезу, что популярный противовоспалительный препарат целексосиб, избирательно ингибирующий провоспалительный фермент циклооксигеназу-2, может повысить выживаемость вводимых в рану стволовых клеток и эффективность терапии.
Для проверки этой гипотезы они использовали экспериментальную мышиную модель. Животных разделили на 4 группы. Группа контроля не подвергалась никакому лечению, мышам второй группы стволовые клетки костного мозга мышей ввели внутрикожно вокруг раны, третья группа получала пероральный целексосиб, а четвертая – пероральный целексосиб в комплексе с внутрикожными инъекциями стволовых клеток. Через неделю исследователи проанализировали уровень заживления и воспаления в области раны, а также количество выживших стволовых клеток.
Как и ожидалось, на протяжении эксперимента в ранах регистрировались проявления воспаления. При этом наиболее эффективное заживление и формирование новой ткани наблюдалось в группе, животные которой получали комбинированную терапию стволовыми клетками и целексосибом. В ранах этих мышей жизнеспособность сохраняло значительно большее количество стволовых клеток, которые успешно интегрировались в ткани. Помимо этого в таких ранах регистрировалось меньшее количество лейкоцитов и более низкие уровни провоспалительных цитокинов, в том числе интерлейкина-17-альфа.
Для того, чтобы выяснить, каким образом целексосиб улучшает выживаемость стволовых клеток и заживление ран, исследователи провели ряд экспериментов по идентификации цитокинов или ферментов, непосредственно или опосредованно оказывающих влияние на этот процесс. На культивируемых в лабораторных условиях макрофагах и стволовых клетках они продемонстрировали, что интерлейкин-17-альфа вызывает активацию макрофагов, что в конечном итоге может приводить к уничтожению стволовых клеток в ране. Посредством ингибирования циклооксигеназы-2 и последующего ингибирования интерлейкина-17-альфа целексосиб способен опосредованно предотвращать уничтожение макрофагами введенных стволовых клеток, позволяя им участвовать в заживлении раны.
Помимо этого оказалось, что целексосиб непосредственно стимулирует дифференцировку стволовых клеток в клетки кожи кертиноциты, необходимые для заживления ран. Таким образом этот препарат оказывал двусторонний положительный эффект на процесс заживления хронических ран.
Полученные авторами данные свидетельствуют о том, что распространенный противовоспалительный препарат целексосиб может приблизить внедрение терапии стволовыми клетками в клиническую практику. Обнаружение молекулярных мишеней, ответственных за его способность улучшать процесс заживления, поможет разработать новые препараты, обладающие схожим действием.
Статья Ramasatyaveni Geesala et al. Cox-2 inhibition potentiates mouse bone marrow stem cell engraftment and differentiation-mediated wound repair опубликована в журнале Cytotherapy.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Elsevier: Reducing inflammation protects stem cells during wound repair.
26.07.2017