«Программируемый» пластырь против диабетических язв

Одно из основных осложнений диабета — незаживающие раны, например, язвы при диабетической стопе. В настоящее время для терапии диабетических язв используются разнообразные подходы, в том числе иискусственная кожа или факторы роста, однако более 50% процентов пациентов не реагируют на них. Международная команда ученых из ведущих научных центров предложила более простой метод, основанный на физическом стягивании раны.

Ученые сконструировали двухслойный пластырь. Первый слой — эластомерная основа из полиуретана. Второй слой представляет собой биоадгезивную сетку из полиакриловой кислоты, сшитой с N-гидроксисукцинимидным эфиром и хитозаном. В увлажненном состоянии биоадгезивный слой имеет свойства резины — может растягиваться и сжиматься, однако при высыхании он становится стеклообразным и жестким. Это свойство ученые использовали для «программирования» пластыря. Они растягивали гидратированный пластырь до определенной степени и высушивали его. Адгезивный слой застывал, и пластырь фиксировался в растянутой форме. После наложения на рану пластырь намокал, сжимался и стягивал края раны за счет взаимодействия кожи с адгезивным слоем.

Ученые сравнили свое изобретение с коммерчески доступными аналогами. Среди них были раневые повязки из цианоакрилата, полиэтиленгликоля и фибрина. В эксперименте, проведенном на коже свиньи, новый пластырь продемонстрировал лучшую способность к адгезии и стабильно сохранял ее в течение нескольких дней. Кроме того, пластырь можно аккуратно снять в любой момент с помощью специального биосовместимого раствора, что станет преимуществом при клиническом использовании.

На следующем этапе исследователи оценили биосовместимость пластыря. Пластырь не влиял на жизнеспособность клеток в культуре после 24-часовой совместной инкубации. Слепая гистологическая оценка после опыта на крысах выявила умеренную воспалительную реакцию, которая была не сильнее, чем реакция на аналоги. Удаление пластыря с помощью раствора также приводило к легкому воспалению.

Наконец, ученые проверили эффективность пластыря in vivo, моделируя диабетические язвы на мышах с мутацией в гене рецептора лептина. У таких мышей раны излечиваются в основном благодаря реэпителизации, а не за счет сокращения краев, поэтому они удобны для оценки терапевтических свойств изобретения. После наложения пластыря апоптотическая активность клеток в раневом ложе снижалась, уменьшалась экспрессия маркеров фиброза и появлялись миофибробласты — клетки, участвующие в заживлении раны. В ранах контрольных мышей увеличивалось количество иммунных клеток. После применения пластыря также наблюдались признаки воспаления, но менее выраженные.

В качестве дополнительной доклинической модели исследователи использовали мышей с трансплантатом человеческой кожи. Применение пластыря приводило к повышению количества миофибробластов на краю раны и экспрессии маркеров регенерации (VEGFA, FGF2, EGF, EGR1 и MFGE8).

По мнению авторов, стягивающий пластырь — многообещающее решение для терапии хронических диабетических ран и других повреждений кожи. Однако перед внедрением его в клинику необходимо провести дополнительные исследования. Например, нужно определить оптимальную силу стягивания для различных частей тела.

В мире испытываются и другие стратегии борьбы с диабетическими язвами. Так, в 2021 году хорошие результаты в фазе 1 клинических исследований продемонстрировала терапия, основанная на стволовых клетках, источником которых служит жировая ткань самих пациентов.