دانشمندان در حال گسترش راه حلی برای پشتیبانی به درمان زخم‌های مزمن می باشند که به علت ابراز اختلال در فرآیندهای بهبود، به قوت خود باقی می‌همانند.

به نقل از ادونسد ساینس نیوز، «ژنگ لی»(Zheng Li) پژوهشگر «دانشگاه پکن»(PKU) او گفت: ترمیم زخم دیابتی به علت اعتدال ظریف تنظیم ایمنی به واسطه یک مکانیسم نامشخص، یک کار چالش‌برانگیز به حساب می اید. به این علت، رمزگشایی امضاهای چندسلولی زیربنای ترمیم زخم دیابتی و جستجوی راهبردهای درمانی زیاد مهم است.

هیدروژل‌ها مواد ژله‌مانندی می باشند که مقادیر بسیاری مایع را در خود نگه می‌دارند. بدین ترتیب، آنها مرطوب و انعطاف‌پذیر می‌همانند و برای مراقبت از زخم عالی می باشند. این چنین، هیدروژل‌ها می‌توانند مایعات ترشح‌شده را جذب کنند و با پوشاندن کامل زخم‌ها، جلوی ورود باکتری‌های زیان اور را بگیرند.

هیدروژل‌های زویتریونیک، یک قدم فراتر می‌گذارند. آنها از موادی ساخته شده‌اند که هم بار مثبت و هم بار منفی دارند. بارهای دوگانه هیدروژل‌های زویتریونیک به آنها امکان می‌دهد تا مولکول‌های دارای بار مثبت و منفی را جذب کنند. مطالعات تجربی قبل نشان داده‌اند که این هیدروژل‌ها در بهبود زخم‌های دیابتی مؤثر می باشند، اما نحوه کارکرد آنها را اشکار نکرده‌اند.

سلول‌های ایمنی و بهبود زخم دیابتی

لی و همکارانش «یونگشنگ ژو»(Yongsheng Zhou) از دانشگاه پکن و «شیونگ پو»(Xiong Pu) از «مرکز ملی علوم و فناوری نانو»(NCNST) برای کشف مکانیسم مورد نظر، عکس العمل ایمنی را در سطح سلولی بازدید کردند.

برای این که زخم‌ها به خوبی بهبود اشکار کنند، عکس العمل ایمنی باید دقیقا تنظیم شود. انواع گوناگونی از سلول‌های ایمنی باید فراخوانده شوند تا ماموریت های خود را انجام بدهند و سپس بعد از پایان کار خود، حذف و جانشین شوند. به گفتن مثال، سلول‌های ایمنی در مرحله التهاب، سلول‌های مرده را حذف می‌کنند و باکتری‌ها را از بین می‌برند، اما اگر این مرحله بیشتر از حد طول بکشد، به بافت سالم صدمه می‌رساند و رشد سلول‌های تازه را کند می‌کند.

در دیابت، مرحله التهاب زیاد دیر اغاز می‌شود و زمان زیاد طویل باقی می‌ماند. زخم‌هایی که بهبود آنها زمان بسیاری طول می‌کشد، می‌توانند عفونی شوند و عوارض فرد دیگر را تشکیل کنند. به این علت، درمان‌های بهتری مورد نیاز است.

پژوهشگران با اعمال این هیدروژل‌ها روی زخم‌ موش‌های دیابتی دریافتند که زخم‌ها سریع تر و با التهاب کمتر بهبود می‌یابند. آنها برای پی بردن به علت این کار، از توالی‌یابی آران‌ای تک‌سلولی برای خواندن مواد ژنتیکی در سلول‌های منفرد منفعت گیری کردند.

این روش به پژوهشگران پشتیبانی می‌کند تا سلول‌های ایمنی منفرد را شناسایی کنند و بفهمند کدام ژن‌ها فعال شده‌اند. این کار به آنها عکس راحتی را از نحوه عکس العمل سیستم ایمنی اراعه می‌دهد. پژوهشگران دریافتند که هیدروژل‌های زویتریونیک، سلول‌های ایمنی خاصی را به نام ماکروفاژهای + Ccl3 تحکیم می‌کنند و به سرکوب نوتروفیل‌های + S100a9 می‌پردازند.

نوتروفیل‌ها از اولین سلول‌های ایمنی می باشند که به زخم جذب خواهد شد. آنها به حذف باکتری‌ها و تشکیل التهاب پشتیبانی می‌کنند. هنگامی که کار آنها همه شود، باید برداشته شوند تا التهاب افت یابد.

ماکروفاژها فرآیند ترمیم پوست را هماهنگ می‌کنند، نوتروفیل‌ها را از بافت سالم دور نگه می‌دارند و به حذف نوتروفیل‌ها در آخر کار می‌پردازند. هیدروژل با تحکیم ماکروفاژها و سرکوب نوتروفیل‌ها، محیط ایمنی را متعادل می‌سازد، التهاب را افت می‌دهد و به رشد بافت تازه پشتیبانی می‌کند.

هیدروژل در آزمایش‌ها یک مزیت دیگر را نیز نشان داد. این مزیت، تشکیل بیشتر از حد یک مؤلفه ترمیم‌کننده زخم به نام «تله‌های خارج سلولی نوتروفیل»(NETs) می بود.

تله‌های خارج سلولی نوتروفیل، شبکه‌هایی از الیاف می باشند و با پروتئین‌هایی پوشانده شده‌اند که باکتری‌ها را از بین می‌برند. در زخم‌های سالم، تنها تعداد مقداری از تله‌های خارج سلولی نوتروفیل تشکیل خواهد شد که پاتوژن‌ها را حذف می‌کنند، اما به بافت‌های سالم صدمه نمی‌رسانند. در زخم‌های دیابتی، تعداد بسیاری از تله‌های خارج سلولی نوتروفیل راه اندازی خواهد شد که التهاب بیشتر از حد و صدمه دیدن بافت‌ را به همراه دارند.

پژوهشگران از یک نوع میکروسکوپ با وضوح زیاد بالا به نام «میکروسکوپ الکترونی روبشی» برای شمارش تله‌های خارج سلولی نوتروفیل منفعت گیری کردند. آنها دریافتند که زخم‌های درمان‌شده با هیدروژل زویتریونیک به مقدار قابل‌توجهی تعداد کمتری را از تله‌های خارج سلولی نوتروفیل مشخص می کند و نظر دارند که این با افزایش بهبودی مرتبط است. تا این مدت اشکار نیست که چرا هیدروژل، راه اندازی تله‌های خارج سلولی نوتروفیل را سرکوب کرد؛ فقط اشکار شد که تاثییر سودمندی داشته است.

یافته‌های این گروه پژوهشی هم مسیر بالقوه‌ای را برای گسترش درمان‌های تازه نشان خواهند داد و هم به آشکار کردن چگونگی ابراز اختلال در درمان دیابت پشتیبانی می‌کنند. بازدید این که چطور هیدروژل‌های زویتریونیک می‌توانند عکس العمل ایمنی را تحکیم کنند، امکان پذیر در یافتن راه‌هایی برای بهبود زخم‌های دیابتی مؤثر باشد.

لی او گفت: ما هیدروژل‌های زویتریونی بیشتری را با اجزای ساده‌تر و اثرات بهتر برای ترمیم بافت بازدید می‌کنیم و به جستوجو کاربردهای بالینی آنها هستیم.

این پژوهش در مجله «Advanced Materials» به چاپ رسید.