Биологи из США объяснили, почему у людей, страдающих диабетом, крайне плохо заживают порезы. Всему виной молекулярный механизм, который связан с нарушением функций крошечных внеклеточных пузырьков.
У людей с диабетом очень медленно затягиваются раны. Если в такую рану попадают бактерии, появляются незаживающие язвы, которые могут привести к ампутации пораженной конечности. Согласно данным российского Эндокринологического научного центра, в 2022 году в России было зарегистрировано чуть больше 36 000 случаев ампутаций при сахарном диабете первого и второго типов. В США за тот же период времени — свыше 100 000 случаев.
В последние время ученые со всего мира пытаются создать препараты, которые бы стимулировали у пациентов с диабетом рост тканей кожи и помогали быстрее затягивать раны. В феврале 2014 года биохимики из Швейцарии разработали лекарство на базе синтетического аналога гормона PIGF-2, которое заставило затянуться рану на теле мыши с диабетом за пять дней. Тем не менее, причины медленной регенерации кожи у людей, страдающих этим заболеванием, оставались плохо изучены.
Пробел в этой области попыталась заполнить группа исследователей из Питтсбургского университета (США). Ученые раскрыли механизм медленной регенерации кожи, экспериментируя с биологическим материалом, который собрали со специальных повязок, наложенных на раны как людей с диабетом, так и здоровых людей. Выводы исследования опубликованы в журнале NanoToday.
Статья по теме: Прививка против ротавируса может защитить детей от диабета I типа
В частности, американских исследователей интересовали экзосомы — микроскопические внеклеточные пузырьки, которые выделяются в межклеточное пространство клетками тканей, органов и разносятся кровотоком по всему организму. Экзосомы содержат различные типы белков, ДНК, РНК и липидов; этот «груз» они доставляют внутрь клеток-реципиентов и вызывают каскад изменений на геномном и эпигеномном уровнях.
Почему ученые обратили внимание на экзосомы? Известно, что эти внеклеточные пузырьки обладают противовоспалительными свойствами и могут регулировать иммунные реакции, а кроме того, способствуют процессу заживления ран.
Сперва биологи из США собрали тканевую жидкость с поверхности повязок, наложенных на раны 22 пациентов с диабетом и 15 здоровых испытуемых (контрольная группа) методом отрицательного давления. Лечения ран отрицательным давлением, или вакуумная терапия применяется при лечении сложных и незаживающих язв. На рану накладывается герметичная повязка, соединенная с вакуумным насосом, после чего из нее откачивается жидкость. В результате уменьшается отек в области раны, срастаются ее края, удаляются микробы и ускоряется ток крови, начинается заживление.
Затем ученые проанализировали тканевую жидкость у людей с заболеванием и у контрольной группы, после чего выделили из биологического материала экзосомы, выработанные кератиноцитами — основными клетками эпидермиса кожи, играющими важную роль в процессе регенерации. Экзосомы из клеток кожи поглощаются макрофагами — клетками иммунной системы, которые не только борются с вирусами и бактериями в организме, но и участвуют в фазе заживления ран.
Анализ показал, что экзосомы у участников с диабетом, которые ученые назвали «диаэкзосомами», отличаются от экзосом у здоровых испытуемых. Концентрация в тканевой жидкости экзосом у пациентов, страдающих диабетом, оказалась гораздо меньше, чем у людей из второй группы, а химический состав веществ в «диаэкзосомах» значительно отличался от состава веществ экзосом в контрольной группе.
Когда ученые культивировали в пробирке макрофаги с экзосомами здоровых испытуемых и испытуемыех с диабетом, выяснилось, что в первом случае клетки иммунной системы способствовали снижению воспаления и заживлению ран, во втором, наоборот, проявляли провоспалительные свойства.
«Если молекулярные сигналы о “заживлении ран”, которые несут экзосомы, правильные, макрофаги знают, как устранить воспаление в ране, что мы и наблюдали у здоровых испытуемых. Но у людей с диабетом другая картина. Экзосомы из клеток кожи несут неправильный сигнал макрофагом, из-за чего последние никак не препятствуют воспалительным процессам, и рана не заживает» — объяснил соавтор исследования Чандан Сен.
В настоящее время американские ученые изучают способы, благодаря которым можно было бы воздействовать на «диаэкзосомами», чтобы ускорить заживление ран у пациентов с диабетом. Один из таких способов, по мнению исследователей, — воздействие на клетки, позволяющее восстановить нормальный состав «диаэкзосом». Еще один вариант — изоляция «диабетической экзосомы» и «загрузка» в нее недостающего химического вещества, после чего «новые» внеклеточные пузырьки можно ввести в рану.
Смотрите нас на youtube, читайте в Telegram. Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости