Ученые разрабатывают новую методику заживления ожогов с помощью фибробластов

Исследователи из Бостонского университета и Гарвардского университета создали биомиметическую модель для изучения заживления ран при ожогах и рваных ранах. Они обнаружили, что фибробласты — обычно считающиеся строительными клетками, которые придают форму и прочность тканям и органам — очищают поврежденную ткань перед отложением нового материала. Эта часть процесса заживления протекает медленнее при ожоговых ранах, где присутствует большее повреждение тканей.

Клеточные биологи выделяют четыре фазы заживления ран: остановка кровотечения, воспаление, образование новой ткани и ее укрепление. Считается, что на стадиях воспаления и формирования иммунные клетки очищают рану от бактерий и мертвых клеток. Они также активируют фибробласты и кровеносные сосуды, чтобы начать восстановление.

«В зависимости от травмы степень и продолжительность этих четырех фаз могут сильно различаться для разных типов ран», — сказал автор Йерун Эйкманс. «Учитывая, что рваные раны хорошо кровоснабжаются, они, как правило, хорошо заживают. Однако при ожогах кровеносные сосуды прижигаются, что предотвращает попадание крови в раневое ложе и замедляет процесс заживления. Тяжелые ожоговые раны также имеют большое количество мертвые ткани, которые физически блокируют образование новых тканей».

Чтобы изучить, как вид травмы влияет на скорость заживления ран, команда разработала модельную систему in vitro, состоящую из фибробластов, встроенных в коллагеновый гидрогель. В этой микроткани были созданы раны с помощью ножа для микродиссекции, чтобы имитировать рваную рану, или высокоэнергетического лазера, чтобы имитировать ожог. Хотя оба типа ран были одинаковы по размеру, лазерная абляция вызывала большую гибель клеток и повреждение тканей рядом с краями раны по сравнению с ножевыми ранениями.

«Во время заживления мы обнаружили, что фибробласты сначала удаляли поврежденный материал из раны, прежде чем откладывать новый материал», — сказал Эйкманс. «Это было неожиданное открытие, потому что удаление мертвых тканей было приписано специализированным иммунным клеткам, таким как макрофаги, а фибробласты считались клетками, строящими ткани, а не клетками, удаляющими ткани».

Учитывая, что в ранах после лазерной абляции было больше повреждений тканей, фибробластам потребовалось больше времени для устранения повреждения, что в конечном итоге замедлило заживление тканей.

Основываясь на этих выводах, методы лечения, способствующие очищению раны, могут ускорить заживление. Генетически модифицированные лейкоциты, предназначенные для удаления мертвых тканей, могут быть особенно полезны для проникновения в поврежденные органы и ткани глубоко в организме.