Пациенты с такими заболеваниями, как диабет, страдают от болезненных ран, которые долго заживают, что делает их более восприимчивыми к инфекциям, которые могут даже привести к ампутации. Открытие A * STAR прокладывает путь терапевтам для улучшения заживления таких хронических ран, которые являются серьезным бременем для пациентов.
Ученые из Института медицинской биологии A * STAR (IMB) определили молекулярный "выключатель" который контролирует миграцию клеток кожи, необходимых для закрытия и заживления ран. Это особенно важно для диабетиков и других пациентов, страдающих хроническими ранами, ранами, которые не заживают или на это требуются годы, которые уязвимы для инфекций и могут привести к ампутации. Этот механизм переключения может стать ключом к разработке терапевтических средств, которые уменьшат или предотвратят хронические раны.
Ученые обнаружили, что крошечный "микро-РНК" Молекула, называемая miR-198, контролирует несколько различных процессов, которые помогают заживлению ран, удерживая их выключенными в здоровой коже. Когда кожа ранена, производство miR-198 быстро прекращается, и уровни miR-198 падают, включая многие процессы заживления ран.
В незаживающих ранах диабетиков miR-198 не исчезает, а заживление ран остается заблокированным. Таким образом, это определяет miR-198 как потенциальный диагностический биомаркер незаживающих ран. Эти результаты были недавно опубликованы в престижном журнале Nature.
Хронические раны у пациентов с диабетом являются серьезным бременем для здоровья в мире и наиболее частой причиной ампутаций нижних конечностей. В Сингапуре диабет занимает пятое место среди диагностируемых заболеваний, и каждый девятый человек в возрасте от 18 до 69 лет страдает диабетом. К сожалению, хронические раны в настоящее время плохо изучены и недостаточно лечатся. Хронические раны также имеют тенденцию поражать пожилых людей и пациентов с ограниченными возможностями, особенно тех, кто прикован к инвалидной коляске или прикован к постели.
"Двигаясь вперед, мы надеемся превратить это исследование в улучшение результатов лечения пациентов. Теперь мы можем опираться на это исследование, чтобы увидеть, как мы можем модулировать дефектный переключатель в хронических ранах, воздействуя на miR-198 и его взаимодействующие молекулы, чтобы разработать новые стратегии лечения хронических ран," главный исследователь IMB и ведущий автор статьи, сказал. "Наше исследование дает исчерпывающее представление о механизме процесса заживления ран."
Профессор Биргитте анэ, исполнительный директор IMB, сказала:, "Этот переключатель представляется совершенно новым регуляторным компонентом заживления ран и, вероятно, очень важным. Плохое заживление ран является серьезным бременем для здравоохранения, и это открытие особенно актуально в условиях старения населения и резкого роста заболеваемости диабетом во всем мире. Это открытие дает нам платформу для разработки методов лечения, которые могут значительно уменьшить хронические раны и улучшить здоровье."
Молекулярный переключатель “качели” FSTL1-miR-198
Информация, необходимая для экспрессии микроРНК-198 (miR-198) и фоллистатин-подобного белка 1 (FSTL1), содержится в одном "сообщение" производится клеткой. Однако белок miR-198 и FSTL1 не могут продуцироваться одновременно – это может быть только одно или другое. Эти две молекулы также играют противоположные роли: miR-198 (обнаруженный в неповрежденной коже) ингибирует миграцию клеток кожи и заживление ран, тогда как белок FSTL1 (экспрессируемый после травмы) способствует миграции клеток кожи и заживлению ран. Регуляторный переключатель диктует их экспрессию и, следовательно, контролирует "качели" между неактивными покоящимися клетками кожи и миграцией клеток, необходимой для заживления ран.
Доктор. Сампат и ее команда показали, что здоровая неповрежденная кожа содержит высокий уровень miR-198, но не содержит белка FSTL1. Они продемонстрировали, что эти высокие уровни miR-198 предотвращают миграцию клеток кожи, подавляя несколько генов, таких как PLAU, LAMC2 и DIAPH1 [4], которые необходимы для различных аспектов процесса заживления ран. Однако при повреждении miR-198 отключается в ране сигналом от трансформирующего фактора роста β1 (TGF-β1). Это позволяет вместо этого производить FSTL1 и разблокировать гены миграции кожи, способствуя миграции клеток кожи в область раны для ускорения заживления кожных ран.
Далее ученые исследовали образцы кожи хронических незаживающих язвенных ран пациентов с сахарным диабетом. Они отметили, что, в отличие от здоровой кожи, которая была повреждена, оставались высокие уровни miR-198 (ингибирование миграции клеток кожи и заживление ран) и отсутствие белка FSTL1 (способствующего миграции клеток кожи при ранении), что указывает на то, что это "выключатель" неисправен при хронических ранах.