Чудо-лекарства для заживления ран ждать не придется

08-01-2014

Желание осознать понять процессы регенерации тканей вдохновило американских ученых на разработку революционно нового способа, который поможет вернуть кожу после повреждений.
В то же время на месте раны «выключились» гены, участвующие в репликации ДНК, поддержании структуры хромосом, задействованные в росте и делении клеток.

В целом, отслеживание экспрессии 162 генов показало, что зародыш временно останавливает развитие, чтобы восстановить рану и держать инфекцию под контролем. Совершенно очевидно, что организм сосредотачивает свою деятельность на решении насущных проблем – заживлении раны.

Верхние слои кожи млекопитающих и кутикула насекомых являют собой сетки из большущих молекул – макромолекул. У млекопитающих они состоят в главном из белка кератина, а у насекомых – из углеводного соединения хитина.

Все же, у нас с дрозофилами имеется одно общее свойство: клеточки на поверхности обоих организмов реагируют на одни и те же сигналы. И это сходство позволило дрозофилам послужить моделью восстановления кожи на клеточном и молекулярном уровне – для сотворения средства для заживления ран.

Как и многие биологические процессы, заживление ран – точно настроенный механизм. «Баланс активации одного гена и торможения другого необходим для эффективного заживления. В противном случае, такое повреждение, как язва, хронические раны или утолщение кутикулы у дрозофилы будут упорно сохраняться – комментируют авторы исследования.

Эксперименты также показали, что 8 генов не принимают видимое участие в заживлении ран. Эти гены экспрессируются на очень малом уровне или не в большинстве клеток, но вступают в действие, когда травма нарушает целостность кутикулы.

Ученые собрали яичка, которые содержали развивающиеся зародыши, и сняли с их «скорлупу». Потом они повредили эмбрионы микроиглами.

Как прототип лекарства ученые использовали энзим трипсин, член семейства ферментов сериновых протеаз, которые держут под контролем систему клеточной сигнализации. «Трипсин активирует гены, участвующие в заживлении ран по всему зародышу, что увеличивает ответ в пораженных клеточках, нужный для исцеления. Они активируются в клетках рядом с повреждением.

Исследователи теперь планируют найти аналогичные гены в человеческом организме.
Также дальнейшее изучение роли сериновых протеаз в заживлении ран сделать прорыв в лечении хронических заболеваний кожи, включая псориаз и экзему, где уровни этих ферментов далеки от нормы.

Около 177 миллионов человек в год страдают от ран, охватывающих кожу и подлежащие ткани.Все три периода времени зародыши синтезировали одни те же типы антимикробных пептидов (коротких белков), что и взрослые дрозофилы, которые используют их для борьбы с инфекцией. На 120 минуте гены запустили синтез белков, которые помогли восстановить кутикулу с новым хитином.

Человеческая версия этого процесса осуществляется в течение нескольких дней, потому что порезы больше. В конце регенерации эмбрион активировал гены, которые отвечали за цвет кутикулы.

Рассмотрев процессы регенерации у плодовых мушек – дрозофил – ученые из Калифорнийского института (University of California) сейчас могут предложить концепцию инноваторских ранозаживляющих препаратов. «Результаты нашей работы могут быть применены для сотворения уникальной повязки, содержащей соединения для ускоренного заживления ран. Может быть, этими соединениями станут определенные фермены либо пептиды», – поделились планами ученые.

Кожа человека и экзоскелет плодовой мушки, именуемый кутикулой, может быть, и не похожи друг на друга, но оба делают одни и те же функции – защищают от травм, зараз и обезвоживания.Во время исцеления, молекулярные сигналы связываются с сенсорами на клеточках, выстилающих рану – они оказывают влияние на деление клеток, их рост и миграцию, что в конечном итоге позволяет вернуть кожный барьер.
Для исследования процессов заживления ран, исследователи повредили поверхность эмбрионов мух, не допуская при всем этом бактериальной инфекции, которая бы осложнила опыт.

Исследователи взяли эмбрионы, а не взрослых мух, так как они статичны и позволяют воспроизвести больше генетических мутаций, чем взрослые дрозофилы. Мы пользовались трипсином в качестве массивного инструмента, чтоб точно найти последовательность экспрессии генов в ответ на ранение», – растолковали исследователи.

С помощью микрочипов они разглядели, что за гены «включаются» и «выключаются» на 30, 60 и 120 минутке после прокола. Оказалось, иммунный ответ начинается мгновенно после повреждения, передавая сигналы которые готовили эмбрионов к вторжению бактерий и грибков.

В целом при ранении «включалось» 84 гена и «выключалось» 78 генов.
Они возникают вследствие разных причин – хирургических операций, мехнаических травм, термических и химических ожогов. Это может быть и рваная рана, а может быть хроническим заболеванием.

Проблемы с заживлением ран возникают у многих, особенно страдают от этого пациенты с диабетом или лица с заболеваниями иммунной системы.
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: