Частицы на основе шёлка и паутины позволят ранам заживать без рубцов
При заживлении ран, как известно, остаются рубцы, иногда просто уродливые. Учёные давно мечтали найти способ избавиться от шрамов, и вот теперь российские специалисты, кажется, выполнили эту задачу. В этом им помог грант Российского научного фонда. Их работа была освещена в журнале Frontiers in Immunology.
Заживление ран – это сложный процесс, происходящий в несколько этапов. На первой стадии останавливается кровотечение; происходит гемостаз – свёртывание крови, при этом задействуются особые клетки – тромбоциты. После этого начинается воспалительный ответ иммунной системы, предохраняющий рану от инфицирования и необходимый для перехода к следующей стадии. А на следующей стадии происходит восстановление слоя основных клеток кожи. Если этот переход осуществлён неправильно, то к делению приступают другие клетки – фибробласты, которые не способны выполнять функцию нормальной кожи; эти клетки и образуют рубцы. Фибробласты способны образовывать так называемый внеклеточный матрикс – структуры, лежащие «за пределами» клеток.
При нормальном процессе заживления раны образуются различные виды тканей – грануляционная, соединительная, вырабатываются коллаген и другие вещества. Затем особые клетки образуют новые кровеносные сосуды взамен повреждённых. Рана становится меньше и затягивается.
Длительное время велись исследования в инкубаторах БПК по разработке «средства от рубцов». Для такой разработки необходимо глубже и подробнее изучить процесс регенерации кожи, а также получить нужные терапевтические препараты, которые были бы совместимы с человеческим организмом.
Специалисты решили создать экспериментальные частицы двух видов. Первые основаны на белке, содержащемся в шёлке тутового шелкопряда; вторые являются аналогом спидроина – белка паутины пауков-кругопрядов. Полученные микроскопические частицы могут быть носителями лекарственных средств, а также клеток, поэтому их можно применять для лечения разных заболеваний. В данном случае в результате экспериментов над животными было установлено, что эти микрочастицы положительно влияют на иммунный ответ и ускоряют заживление ран; кроме того, они предотвращают появление рубцов. При этом частицы запускают разные молекулярные механизмы, приводящие к нужному результату. Например, один из белков вызывает недолгий провоспалительный эффект, который оказывается полезным для лечения заражённых ран. Также частицы шёлка снижали образование компонентов, использующихся при образовании рубца; в результате размер полученного при заживлении шрама был существенно меньше.
Учёные исследовали работу двух полученных белков с разных сторон – биоинженерной, иммунологической, со стороны клеточной биологии. Они выяснили, что в каждом конкретном случае можно подбирать отдельные средства для создания лечебного эффекта. В будущем на этом будет основана персонализированная медицина.
Избавление от рубцов имеет особое значение для медицины. Соединительная ткань, из которой они состоят, имеет пониженную функциональность в сравнении с теми тканями, которые она замещает. На ней не растут волосы, не развиваются потовые железы, рубцы на сердечной мышце не участвуют в её сокращении и поэтому могут стать причиной сердечной недостаточности. Соединительная ткань также более чувствительна к ультрафиолетовому излучению, чем исходные ткани кожи. Соединительной ткани на месте повреждения может быть слишком много (тогда она образует плотный комок) или слишком мало.
