Przewlekłe rany są dla lekarzy ogromnym problemem, ponieważ organizm często nie potrafi utrzymać odpowiednich sygnałów immunologicznych potrzebnych do odbudowy uszkodzonych tkanek. Tradycyjne terapie mają też dodatkowy problem, a mianowicie białka wspierające gojenie szybko się rozpadają i nie utrzymują długo w miejscu rany - nowe rozwiązanie badaczy Rice University, opisane na łamach prestiżowego czasopisma Nature Biomedical Engineering, ma to zmienić.
"Fabryka cytokin" przyspieszyła gojenie ran u zwierząt
Naukowcy stworzyli specjalny hydrożel zawierający zmodyfikowane komórki ARPE-19, które produkują cytokiny - białka odpowiadające za regulację stanów zapalnych, aktywność układu odpornościowego oraz regenerację tkanek. Wśród uwalnianych substancji znajdują się między innymi IL-10, IL-12 oraz TGF-β, czyli cytokiny odgrywające kluczową rolę w procesie gojenia.
Komórki zostały zamknięte w biokompatybilnej macierzy ochronnej, która przepuszcza składniki odżywcze i białka terapeutyczne, jednocześnie chroniąc zmodyfikowane komórki przed układem odpornościowym gospodarza.
W testach przedklinicznych przeprowadzonych na myszach i świniach opatrunek wyraźnie przyspieszył regenerację ran, a analizy genetyczne wykazały zwiększoną aktywność genów związanych z odbudową tkanek i regulacją odpowiedzi immunologicznej.
Technologia może znaleźć znacznie szersze zastosowanie
Twórcy projektu podkreślają, że platforma została zaprojektowana w sposób modułowy. Oznacza to, że w przyszłości naukowcy będą mogli programować komórki do produkcji różnych kombinacji cytokin, czynników wzrostu czy innych białek terapeutycznych w zależności od rodzaju choroby lub uszkodzenia.
Co istotne, badacze widzą potencjał technologii nie tylko w leczeniu ran, ale również w terapii schorzeń wymagających długotrwałego i precyzyjnego dostarczania sygnałów immunologicznych do konkretnego miejsca w organizmie. Zespół pracuje już nad kolejną generacją systemu, która mogłaby wykorzystywać rozwiązania optogenetyczne. W praktyce pozwoliłoby to sterować wydzielaniem substancji leczniczych w czasie rzeczywistym, np. za pomocą światła.
