Ученые из Исследовательского института Скриппса (TSRI) обнаружили важный процесс, с помощью которого особые иммунные клетки кожи помогают заживлять раны. Они обнаружили, что эти резидентные в коже иммунные клетки функционируют как "первые респонденты" к повреждениям кожи частично за счет выработки молекулы, известной как интерлейкин-17A (IL-17A), которая предотвращает инфекцию и способствует заживлению ран.
"Это, по-видимому, важнейший и уникальный компонент защиты млекопитающих от кожных ран, и мы надеемся, что он укажет путь к лучшему лечению людей с трудностями при заживлении ран," сказал профессор ЦНИИ Венди Л. Гавран. Хавран был старшим автором исследования, которое было опубликовано на этой неделе в Интернете перед печатью Журналом клинических исследований.
Больше, чем Стражи
В последние годы Хавран и другие исследователи показали, что особые иммунные клетки, известные как дендритные эпидермальные Т-клетки (ДЭТК), являются единственной резидентной популяцией Т-клеток во внешнем слое кожи (эпидермисе) мышей, а также находятся в коже человека. В настоящее время считается, что эти клетки служат основными стражами иммунной системы в коже – когда они обнаруживают сигналы повреждения от близлежащих раненых клеток кожи, они вызывают другие, нерезидентные иммунные клетки к месту раны. Травмы кожи у мышей, которых разводят без DETC, заживают гораздо дольше, чем обычно.
В новом исследовании лаборатория Хаврана искала новые способы, которыми DETC способствуют заживлению ран.
В одной серии экспериментов старший научный сотрудник Аманда С. МакЛауд, ведущий автор исследования, и другие члены команды пытались определить, вырабатывают ли DETC у мышей IL-17A в ответ на повреждение кожи. IL-17A считался главным образом рекрутером других иммунных клеток и, следовательно, промотором воспаления в большинстве частей тела. Хавран и ее коллеги обнаружили доказательства того, что он появляется внутри и вокруг кожных ран у мышей вскоре после травмы.
Вскоре ученые определили, что мыши, у которых отсутствует активность IL-17A, заживают раны на коже намного медленнее, чем обычно – очень похоже на мышей, у которых отсутствует DETC. Нанесение IL-17A на кожу таких мышей позволило устранить дефекты заживления ран. Затем команда показала, что повышение локальных уровней IL-17A после кожной раны в значительной степени зависит от активации резидентных в коже DETC, указывая на эти DETC как на вероятный источник иммунной сигнальной молекулы. У мышей, у которых отсутствует IL-17A, добавление нормальных DETC от других мышей полностью восстанавливает здоровую способность заживления ран, и это происходит только тогда, когда добавленные DETC содержат ген, который позволяет этим клеткам продуцировать IL-17A.
Ученые обнаружили, что DETC действительно являются основными продуцентами IL-17A после повреждений кожи, но она заметила, что некоторые, а не все DETC выполняют эту функцию. "Только подмножество продуцирует IL-17A при повреждении кожи, хотя поверхностные маркеры на этих клетках кажутся идентичными маркерам других DETC," Маклауд сказал. "Почему только некоторые DETC реагируют на раны таким образом, мы планируем изучить дальше."
В последней серии тестов ученые заметили, что DETC начали выкачивать IL-17A, как только они обнаружили сигналы повреждения от близлежащих клеток кожи, называемых кератиноцитами. Повышение уровня IL-17A вызвало не только другие иммунные клетки кожи. Еще до того, как на сцене появились другие иммунные клетки и началось воспаление, IL-17A побудил местные кератиноциты начать вырабатывать особые белки, которые, как известно, борются с бактериями, вирусами и другими микробами, а также, как известно, способствуют важному возобновлению роста кожи и ремоделирование, необходимое для заживления раны.
"Этот «перекрестный обмен» между резидентными в коже Т-клетками и близлежащими кератиноцитами имеет решающее значение для восстановления кожного барьера после ранения," Маклауд сказал.
Следующие шаги
Одним из следующих шагов, отметил Хавран, будет изучение того, происходит ли аналогичный процесс в коже человека после ран. "Ранее мы показали, что резидентные Т-клетки кожи обычно способствуют заживлению ран у людей, и что те же самые Т-клетки являются дефектными у некоторых пациентов с хроническими ранами," она сказала. "Хронические раны представляют собой растущую клиническую проблему, особенно у пожилых людей, инвалидов и людей с диабетом, и поэтому мы надеемся, что наши результаты, в частности роль IL-17A в заживлении ран, помогут найти более эффективные способы лечения таких состояний."
Она также отмечает, что IL-17A часто считается в основном провоспалительным фактором, который некоторые противовоспалительные препараты предназначены для подавления. "Ингибиторы IL-17 теперь используются для лечения кожного заболевания, называемого псориазом, что повышает вероятность того, что эти пациенты могут стать более восприимчивыми к развитию хронических ран," она сказала.
Хавран, МакЛауд и их коллеги также надеются узнать дополнительные подробности о молекулярном перекрестном взаимодействии между DETC и кератиноцитами, а также о роли DETC в защите от других экологических угроз, таких как ультрафиолетовое излучение, вызывающее солнечный ожог и рак кожи. "Мы подозреваем, что эти резидентные в коже Т-клетки также помогают защитить кератиноциты от повреждений ДНК, вызванных ультрафиолетом," Маклауд сказал.