Vědci z USA vyvinuli „živý obvaz“: Nepřetržitě dodává proteiny a urychluje hojení ran

Vědci z Rice University vyvinuli inovativní „živé obvazy“, které by mohly zásadně změnit léčbu chronických ran.

Vědci z Rice University vyvinuli inovativní „živé obvazy“, které by mohly zásadně změnit léčbu chronických ran. Tyto záplaty fungují jako miniaturní továrny na cytokiny, nepřetržitě dodávající léčivé proteiny přímo do místa, kde je tělo nejvíce potřebuje, a tím podporují hojení.

Chronické rány představují velkou výzvu, protože tělo často nedokáže udržet potřebné imunitní signály pro obnovu tkání. Stávající terapie navíc čelí omezením, jelikož léčivé proteiny se rychle rozkládají a v místě rány nezůstávají dostatečně dlouho. Nová technologie řeší tento problém tím, že zajišťuje stabilní a dlouhodobou dodávku klíčových látek.

Tým z Rice University navrhl záplatu jako platformu pro dodávání látek na bázi buněk. Využívá speciálně upravené buňky ARPE-19, které jsou zapouzdřeny v ochranné biokompatibilní matrici. Tyto buňky nepřetržitě produkují cytokiny, jako jsou IL-10, IL-12 a TGF-β, namísto jejich krátkodobého uvolňování. Matrice zároveň chrání buňky před imunitním systémem hostitele a umožňuje průchod živin i terapeutických proteinů.

Předklinické studie na modelech excizních ran u myší a prasat prokázaly, že záplata výrazně urychlila hojení. Zjištění zdůraznila potenciál trvalé, lokalizované imunitní modulace během opravy tkání. „Výsledky ukazují, jak může nepřetržitá, lokalizovaná dodávka cytokinů podporovat klíčové biologické dráhy zapojené do opravy tkání,“ uvedl Omid Veiseh, vedoucí výzkumného týmu. Dodal, že stálý přísun signálních molekul v místě rány účinněji zapojuje přirozenou hojivou reakci těla.

Analýza na buněčné úrovni, včetně sekvenování RNA a transkriptomické analýzy, odhalila aktivaci několika drah spojených s hojením ran a zvýšenou aktivitu genů souvisejících s regenerací tkání a imunitní modulací. Tato zjištění poskytla molekulární vysvětlení pro rychlejší hojení pozorované u zvířecích modelů.

Platforma je navržena modulárně, což vědcům umožňuje modifikovat buňky tak, aby produkovaly různé kombinace cytokinů, růstových faktorů nebo terapeutických proteinů. Tato flexibilita otevírá cestu k budoucím léčebným postupům šitým na míru různým typům ran a nemocí. Tým také integroval optimalizovanou hydrogelovou matrici, která by mohla v budoucnu spolupracovat s bioelektronickými technologiemi. Vědci věří, že koncept „továrny na cytokiny“ by se mohl uplatnit i mimo hojení ran, například při lokalizované dodávce terapeutických proteinů u nemocí vyžadujících trvalé, místně specifické imunitní signály. Christian Schreib, asistent výzkumného profesora na katedře bioinženýrství Rice University a spoluautor studie, uvedl, že tým nyní plánuje zlepšit kontrolu nad dodávkou cytokinů, například pomocí optogenetických systémů, které by regulovaly sekreci v reálném čase. Výzkum byl podpořen agenturou Defense Advanced Research Projects Agency a publikován v časopise Nature Biomedical Engineering.