Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале «Advanced Materials», открывает путь к лекарственным средствам нового поколения, которые активно стимулируют заживление ран.
По мере того, как увеличивается количество хирургических процедур, растет и число связанных с ними инфекций. Кроме того, хронические раны (например при сахарном диабете) часто содержат широкий спектр бактерий в форме биопленки. Такие биопленочные бактерии часто очень устойчивы к лечению, что дополнительно повышает вероятность заражения. Согласно последним оценкам, хронические раны поражают около 5,7 млн человек в США. На глобальном уровне исследователи считают, что каждые 30 с происходит ампутация, вызванная хронически неизлечимой диабетической язвой.
В этом контексте существует острая необходимость в инновационных и эффективных методах заживления ран. Новые исследования показывают многообещающие результаты в этом отношении. Ученые разработали молекулу, которая помогает активизировать природные свойства организма, направленные на регенерацию.
Инновационные молекулы называют полезными нагрузками, активируемыми тяговым усилием (traction force-activated payload — TrAP). Они относятся к факторам роста, которые помогают таким соединениям, как коллаген, более интенсивно взаимодействовать с тканями организма.
Технология TrAP и заживление ран
Коллаген часто используют в заживлении ран. Например, коллагеновые губки применяются для лечения ожогов, а коллагеновые имплантаты могут помочь в восстановлении костной ткани.
Как же коллаген взаимодействует с тканью? Клетки проходят через структуру коллагена в так называемых имплантируемых каркасах, вытягивая их вместе с собой. Данный механизм активирует белковый стимулятор регенерации, который включает работу факторов роста.
В ходе нового исследования Бен Альмквист (Ben Almquist) и его команда разработали молекулы TrAP, которые способны воссоздавать естественный процесс заживления. Ученые «свернули» нити ДНК в аптамеры, которые представлены в форме «рукоятки» для захвата клеток. Аптамеры прикрепляют клетки к одному концу «рукоятки», а коллагеновые каркасы — к другому.
Ученые объясняют, что активация движения клеток используется с целью регенерации у многих существ, начиная от морских губок и заканчивая человеком.
«Новое поколение» лечебных материалов
Исследование также показало, что TrAP может прикрепляться и удерживаться на клетках разного типа. В свою очередь, это позволяет TrAP высвобождать персонализированные регенеративные белки на основе прикрепленных к «ручке» клеток.
Такая приспособляемость к различным типам клеток означает, что данный метод может применяться для лечения различных типов ран: переломы костей, рубцовые изменения ткани после сердечного приступа, повреждения нервов при диабетических язвах.
«Наша технология может помочь запустить новое поколение лекарственных средств, которые активно взаимодействуют с тканями и стимулируют процесс заживления», — отметил Б. Альмквист.
