Lactobacilli hjalp med at fremskynde sårheling • Alena Sukoputova • Videnskabsnyheder om "Elements" • Bioteknologi, Medicin, Mikrobiologi

Lactobacillus hjalp hurtig sårheling

Fig. 1. Lukning af huden såret i raske mus. En – fotografier af såret umiddelbart efter dets påføring og efter 24 timer i de tre grupper af mus, der deltog i forsøgene. I kontrolgruppen (kontrol) blev sår ikke behandlet. Sårene i den anden gruppe (LB) blev behandlet en gang om dagen med normale mælkesyrebakterier (ikke syntetiserende CXCL12), i den tredje gruppe (LB_CXCL12) blev sår behandlet med mælkesyrebakterier, der syntetiserede CXCL12. den – ændring i sårområdet med tiden C – sårområde på forsøgets anden dag. D – Andelen af ​​fuldt lukkede (hvid) og ikke lukket (pink) sår på den 6., 8. og 10. dag i eksperimentet. Illustration af artiklen i diskussionPNAS

Forskere har været i stand til at udvikle en unik bioengineering metode til accelereret sårheling. De "lærte" lactobacillus Lactobacillus reuteri syntetiserer kemokin CXCL12, stimulerer division og arbejde med makrofager. Normalt deaktiveres denne kemokin hurtigt af enzymet CD26. Den øgede surhedsgrad, som disse bakterier skaber omkring dem, reducerer CD26's aktivitet, hvilket fører til en betydelig stigning i metodenes effektivitet. Eksperimenter viser, at brugen af ​​en ny behandlingsmetode kan løse problemet med ikke-helbredende sår hos patienter med iskæmi og diabetes.

Mange af os har kendt ridser, slid og anden hudskade siden barndommen, som nogle gange heler i et stykke tid. Hertil kommer, at selve såret er en irriterende gener, det er nødvendigt at overvåge dets renlighed for ikke at bære infektionen. Måske ville ingen have afvist den magiske medicin fra Hermions pung, som helt vil helbrede såret i sekunder og efterlade ingen ar. Forresten er ar efter sårheling også et alvorligt problem, som forskere forsøger at løse (se: Regenerering af integumentarvæv uden ar er muligt i pattedyr, "Elements", 12/01/2015). Mange helbredende hjælpemidler er allerede kendt for at hjælpe kroppen med at bekæmpe hudsygdomme (se f.eks. Kosmetik, som behandler og nyhederne Cell-ramme fremmer vævsheling, Elements, 04.05.2005). De er tilgængelige og ikke så meget, de har forskellige effektivitetsgevinster, men ingen af ​​dem er et universalmiddel.

Den medicin, der fremmer helbredelse af sår, er nyttig for mange, især dem, der lider af flerårige trofasår, ikke-helbredende nedskæringer og andre lignende patologier. For patienter med perifer iskæmi (nedsat blodcirkulation i individuelle væv) og kronisk hyperglykæmi (diabetes mellitus)hvor vedvarende, dårligt helbredende sår kan danne sig på huden, vil magien allerede være, hvis deres sår heler i normal tempo.

Trin for trin kommer forskere tættere på at få sådan en mirakelhærdning. Det næste resultat på denne vej blev opnået af en gruppe forskere fra flere europæiske videnskabelige institutioner under ledelse af Mia Phillipson. De arbejdede med kemokin CXCL12 (kemokin (C-X-C motiv) ligand 12, også kendt af en anden betegnelse – SDF-1). Det blev tidligere fastslået, at dette signalmolekyle, der er i stand til at tiltrække celler fra immunsystemet til sig selv og øge celleoverlevelse, har en helbredende virkning på hudsår (G. Feng et al., 2014. Behandling af CXCL12) heling) og genopretter blodcirkulationen (MA Kuliszewski et al., 2011. Vaskulær genoverførsel af SDF-1 fremmer endotel progenitorcelle og angiogenese i iskæmisk muskel).

Men desværre, selv for disse beskedne resultater er mange procedurer nødvendige, da det aktive stof i såret konstant inaktiveres. Forskerne anvendte CXCL12 til hudskæringer i mus (på deres bagben). En enkelt daglig behandling med dette stof medførte ikke noget resultat. Den relative acceleration af sårheling forekom kun, hvis behandlingen blev udført hvert 10. minut i en time – og så hver dag.Det vil sige, at du har brug for en stabil strøm af CXCL12, så effekten er mærkbar.

Dette skyldes frigivelsen af ​​enzymet dipeptidylpeptidase-4 (CD26) i såret, som er et overfladeantigen og beskytter kroppen mod infektioner. Dette enzym kan spalte en meget bred vifte af forbindelser og reagerer især med CXCL12-kemokinet, spalter og deaktiverer det. Men i nærvær af midler til at forhindre indtrængning af infektioner i såret, ophører CD26 at hjælpe os og kun forårsager problemer. Det har allerede vist sig, at CD26's arbejde afhænger af mediumets (pH) surhed. Forfatterne af denne artikel behandlede musens sår med CXCL12-kemokinet i opløsninger med forskellige surheder (med pH-værdier på 8,3, 7,3, 6,3 og 5,3). Ved lavere pH-værdier og dermed højere surhed faldt aktiviteten af ​​CD26, men den bedste sårheling blev observeret ved pH = 6,3.

Ved hjælp af genteknologi gav de bakterier Lactobacillus reuteri evne til at syntetisere den nødvendige kemokin. I dette tilfælde forekommer frigivelsen af ​​CXCL12 først efter den kunstige aktivering af bakterien ved hjælp af et særligt stof og varer mere end 10 timer.

Behandling med sådanne bakterier en gang dagligt forbedrede signifikant helingen af ​​hudskæringer hos raske mus (figur 1).Den mest mærkbare forskel er i de første 24 timer, når der i nærværelse af levende aktiverede lactobaciller såret er lukket, og dets område reduceres signifikant ved at stramme kanterne.

I de behandlede sår fandt forskerne en acceleration af opdelingen af ​​hudceller, samt en stigning i antallet af makrofager og den transformerende vækstfaktor beta (TGF-β), der udskilles af dem, nødvendige for at regulere celledeling og differentiering. Omkring halvdelen af ​​disse makrofager vurderer ved tilstedeværelsen af ​​mannosereceptoren (MMR), er involveret i remodellering af huden. I såret steg tætheden af ​​makrofager med en receptor for CXCL12, og desuden steg antallet af makrofager, der selv syntetiserede CXCL12. Rollen af ​​alle disse makrofager i sårheling er endnu ikke helt klar, men det er allerede kendt, at de er involveret i regenerering af aksolotl-lemmerne (se: Makrofage er en regenerationsstolpe). Forfatterne af artiklen under drøftelse viste, at processen med sårheling i mus med et reduceret antal makrofager er nedsat, og samtidig medfører behandlingen af ​​sår med det undersøgte bakteriepræparat ikke mærkbare forbedringer.Derfor kan vi konkludere, at arbejdet med et nyt lægemiddel opstår ved aktivering af forskellige typer af makrofager, og det er dem, der er involveret i sårheling (figur 2).

Fig. 2. Handlingsplan for et bakteriepræparat udviklet af forskere, når de appliceres topisk på et sår. En – Melkesyrebakterieproduktion af kemokin CXCL12 (grøn) i såret. den – lokal forøgelse af surhed (gule pletter på huden) forårsaget af bakterier. C – forbedring af kemokin ved at reducere aktiviteten af ​​dets nedbrydende enzym CD26 (lilla) med øget surhed. D – ophobning og opdeling af makrofager (lilla) med stigningen i deres produktion af vækstfaktor TGF-p (blå). E – som følge af tidligere processer begynder hudcellerne aktivt at opdele og accelerere lukning og sårheling observeres (F). Illustration af yderligere materialer til artiklen under drøftelse i PNAS

I mus med iskæmi i bagpoten er blodgennemstrømningen svækket, og sårheling tager meget længere tid end hos raske mus. Sårbehandling med lægemidlet L. reuterikemokin syntetiserende middel førte til accelereret sårheling, især den første dag efter, at såret blev påført (figur 3, B).Hos mus med hyperglykæmi, det vil sige et forhøjet glukoseindhold i blodet – hovedsymptomet for diabetes, afhænger sårhelingshastigheden af ​​organismens individuelle egenskaber. Behandling af sår med et lægemiddel med lactobaciller accelererede i gennemsnit deres lukning i de første to dage, men senere blev der ikke observeret væsentlige forskelle (figur 3, C).

Fig. 3. Acceleration af sårheling i mus, når det behandles med kemokin CXCL12 syntetiserende kemokin. Hver række i diagrammerne viser antallet af dage for at fuldføre sårlukning, sårlukning med 75% og sårlukning med 50%. En sunde mus B – mus med iskæmi af bagbenene C mus med hyperglykæmi. Hvide barer – kontrol (såret blev ikke behandlet med noget) sort – såret blev daglig behandlet med lactobaciller, som ikke syntetiserer kemokin, grå – såret blev daglig behandlet med mælkesyrebakterier, der syntetiserede CXCL12 ved samme koncentration (lægemidlet umiddelbart efter aktivering). Diagrammer fra yderligere materialer til artiklen under drøftelse i PNAS

Arbejdet med genetisk modificerede bakterier påvirker også blodgennemstrømningen omkring såret. Normalt er der efter skader en hurtig sammentrækning af karrene, og i det stadium af inflammatorisk proces er der en hyperemi, overløb af disse kar med blod på grund af deres lave permeabilitet.Under iskæmi observeres ikke hyperæmi omkring sårene, og det er ikke fundet hos mus med glykæmi, fordi blodgennemstrømningen i disse sygdomme er signifikant reduceret. Behandling af sår med mælkesyrebakteriepræparat i alle mus (herunder mus med glykæmi) førte til normalisering af blodgennemstrømning omkring såret.

Forskerne analyserede hvilke bivirkninger der kan være fra et lignende stof. For at gøre dette øgede de signifikant dosis, men det var under ingen omstændigheder muligt at detektere bakterier i blodbanen. L. reuteriheller ikke de øgede mængder CXCL12 produceret af den. Det faktum, at stoffet ikke forårsagede en stigning i hyperæmi, men tværtimod reducerede det, indikerer at tilstedeværelsen af ​​bakterier i såret ikke stimulerer yderligere inflammation.

Forfatterne tog også de første skridt til at teste arbejdet i det nye stof i mennesker (figur 4). De brugte donor hud tilbage fra operationer. Skiverne i en sådan hud kan opbevares på et næringsmedium, og de er så i stand til at opføre sig i et stykke tid som en fyldig hud. Det viste sig, at sår og på sådan hud, hvis de behandles med et præparat med mælkesyrebakterier, der producerer CXCL12, heler hurtigere.

Fig. 4. Helbredelse af sår på menneskelig hud, indeholdt i form af skiver på næringsmedium. En – immunhistokemisk maleri på keratin (brun) et nyt epidermisk lag, der danner på sårets kant. den – migreret til midten af ​​epidermis sårceller. C – opdeling af epidermis celler ved kanten af ​​såret (markeret en pil). Illustration af yderligere materialer til artiklen under drøftelse i PNAS

Desværre giver en stigning i koncentrationen af ​​bakterier i præparatet ikke en forbedring af resultatet, og her ser vi ud til at være ramt af grænsen for organismens muligheder indstillet af naturen. Den resulterende acceleration af helbredelse af hudsår er imidlertid for tiden det mest kendte resultat. Dette er utvivlsomt et nyt skridt i forbedring af livskvaliteten hos patienter med iskæmi og diabetes. Desuden kan dette stof i fremtiden hjælpe os alle: det er relativt overkommeligt og kan opbevares frosset (forskerne kontrollerede, at effektiviteten af ​​dette ikke falder). Og selve forståelsen af ​​helbredelsesprocessen af ​​sår og de forskellige stofers rolle i den vil give mulighed for at udvikle flere og flere nye metoder.

Kilde: Evelina Vågesjö, Emelie Öhnstedt, Anneleen Mortier, Hava Lofton, Fredrik Huss, Paul Proost, Stefan Roos og Mia Phillipson.Melkesyrebakterier ved transformation af mælkesyrebakterier PNAS. 2018. DOI: 10.1073 / pnas.1716580115.

Alena Sukhoputova


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: