Что общего между поцарапанным коленом, разрезом бумаги или какой-либо формой операции? Короткий ответ – это рана, нуждающаяся в заживлении, но длинный ответ заключается в серии биологических действий, которые позволяют тканям восстанавливаться.
Вопросы об заживлении ран задавались более 1000 лет. Теперь ученые начали расшифровывать, как сигнальные белки тесно вовлечены в процесс, который превращает открытую рану в реконструированную здоровую ткань.
Хотя знать больше о простых ранах важно, исследования, проводимые в Университете Содружества Вирджинии, также имеют более широкую цель – помочь в решении чрезвычайно сложных медицинских проблем. Воспалительные расстройства, такие как сепсис, анафилаксия и вызванная травмой коагулопатия, могут в конечном итоге помочь в исследовании заживления раны. Индуцированная травмой коагулопатия относится к неспособности крови коагулировать – образовывать сгустки. Нарушение, вызванное тяжелой травмой, может привести к длительному или чрезмерному кровотечению, которое может привести к летальному исходу.
Д-р Чарльз Чалфант и его коллеги пишут в журнале Science Signaling, что раны заживают благодаря динамическому процессу, в котором участвуют различные молекулярные пути и типы клеток , которые координируются, чтобы облегчить своевременное и упорядоченное заживление .
«Одним из ключевых участников этого оркестра является группа молекул, называемых эйкозаноидами, которые происходят из жирных кислот и контролируют как воспаление, так и миграцию клеток вокруг раны», – сообщил Чалфант, возглавляющий исследовательскую лабораторию липидной сигнализации в Университет Содружества Вирджинии.
Эйкозаноиды не только являются производными жирных кислот, как обнаружили Чалфант и его коллеги, они также являются сигнальными белками. Сигнальные молекулы являются критическими компонентами ячеек, которые обеспечивают связь на короткие и длинные расстояния. Представьте себе микроскопическую сеть, которая примерно сопоставима с телефонной системой, через которую передаются и принимаются вызовы.
Как выяснилось, эйкозаноиды управляют двумя ключевыми этапами заживления ран, Чалфант, его команда исследователей, обнаружил в новаторском расследовании, которое имеет значение для хирургических пациентов, жертв несчастных случаев и, возможно, однажды для тех, кто с потенциально смертельными воспалительными расстройствами . Х. Патрик Макнайт, коллега Чалфанта из Университета Содружества Вирджинии и отдела молекулярной биологии Университета Южной Флориды в Тампе, стал первым автором нового доклада.
Команда исследователей показала, что заживление раны проходит через различные фазы, включая воспаление с последующим размножением и ремоделированием тканей. Команда сообщила в Science Signaling, что фибробласты проникают в рану, пролиферируют и выделяют коллаген, который перестраивается по мере регенерации эпителия.
В своих наблюдениях за моделями лабораторных животных – мышей, которые были оценены по различным параметрам заживления ран – ученые смогли документировать каждый шаг. Они также отметили важность передачи сигналов эйкозаноидов, которая имеет решающее значение для процесса восстановления.
По словам Чалфанта и его коллег, эйкозаноиды должны вырабатываться организмом. Они говорят, что сфинголипид, церамид-1-фосфат, связывается с цитозольной фосфолипазой IVA группы и активирует ее, чтобы стимулировать выработку эйкозаноидов.
«Поскольку эйкозаноиды играют важную роль в заживлении ран , мы исследовали восстановление кожных ран у нокаутированных мышей» , – пишет Чалфант. Мыши с нокаутом (KO) сравнивались с их аналогами “нокаута” (KI). В нокаутах отсутствовал белок cPLA2α, но в них были наделены.
Частота закрытия раны не изменялась у мышей KO или KI, но у мышей KI повышалось созревание раны. Их раны показали увеличенную инфильтрацию дермальных фибробластов, увеличенную прочность на разрыв раны и ряд других заслуживающих внимания различий по сравнению с их аналогами КО.
Исследование является частью активной области исследований в лаборатории Чалфанта, которая изучает, как уроки, извлеченные о воспалительных процессах при заживлении ран, могут помочь пролить новый свет на более сложные медицинские состояния.
Эйкозаноиды, например, являются известными медиаторами воспалительных реакций. Молекулы лежат в основе патогенеза сепсиса и других серьезных заболеваний.
Смертность от сепсиса в Соединенных Штатах ежегодно превышает 200 000 человек, пришло время взглянуть на это с новой точки зрения, согласно заявлению лаборатории Чалфанта. По его словам, знания, полученные в результате исследований по восстановлению ран, – это шаг в новом направлении.