Использование силы опухоли для заживления незаживающих ран

Учёные нашли способ обучить здоровые иммунные клетки навыкам некоторых опухолевых клеток — но с благой целью — для ускорения заживления диабетических ран. Это многообещающее открытие, недавно опубликованное в EMBO Molecular Medicine, может открыть новое направление в регенеративной медицине.

Диабетом страдают более 100 миллионов человек в мире, а его самое тяжёлое осложнение — диабетические язвы стопы (ДЯС) — приводит к ампутации в среднем каждые 30 секунд. Одна из ключевых причин незаживающего характера ДЯС, в отличие от обычных кожных ран, — дисфункция смешанной группы иммунных клеток, называемых макрофагами. Эти клетки меняют свои функции для координации заживления на разных стадиях, но не справляются с этим при диабетической патологии. Предыдущие попытки перепрограммировать макрофаги были неоптимальными.

Коллаборативная группа под руководством профессора Чуньмин Вана из Университета Макао и профессора Лэй Дона из Нанкинского университета вдохновилась опухолеассоциированными макрофагами (TAMs). Эти клетки играют ключевую роль в развитии опухоли, секретируя факторы, которые стимулируют образование кровеносных сосудов и подавляют иммунную атаку. Такие свойства идеально соответствуют требованиям для заживления диабетических ран. Учёные выдвинули гипотезу, что TAMs могут «передать» эти свойства нетуморным макрофагам через совместное культивирование, подобно тому, как они влияют на другие клетки при росте рака.

Команда разработала и оптимизировала протоколы для проверки гипотезы. Оказалось, что нормальные макрофаги, полученные из костного мозга мыши, могут приобрести новый набор прорегенеративных функций после совместного культивирования с TAMs. При переносе в рану диабетических мышей эти клетки мощно индуцировали пролиферацию клеток, разрешали воспаление и организовывали сосудистую сеть в типично незаживающих ранах.

Кроме того, инструменты генного анализа, включая секвенирование РНК единичных клеток, выявили удивительные находки. Эти «обученные» TAMs макрофаги (TAMEMs) отличаются от известных фенотипов (обычно упрощённо обозначаемых как M1 или M2 в биологической терминологии). По сути, эти клетки демонстрируют уникальные навыки после обучения, которые точно соответствуют потребностям диабетических ран.

Команда продвинулась дальше, попытавшись раскрыть секрет силы TAMs — например, идентифицировав множество факторов, которые наделяют нормальные макрофаги этими репаративными способностями. В итоге они воссоздали коктейль из девяти факторов и проверили его эффективность на моноцитах человека, получив желаемый результат. Важно, что этот тест полностью исключает любые опухолевые компоненты (включая TAMs), что демонстрирует непосредственный трансляционный потенциал для клинических испытаний.

Профессор Лицзянь Хуэй, эксперт из Шанхайского института биохимии и клеточной биологии (Китай), высоко оценил креативность и трансляционный потенциал этой работы. По его словам, работа очень креативна в воспроизведении характеристик TAMs для заживления диабетических ран. Она также задаёт хороший пример в выяснении механизмов действия терапевтических клеток (в данном случае TAMEMs), что часто упускается при разработке клеточных терапий. Хуэй ожидает, что команда продолжит работу по изучению вариаций и гетерогенности инженерных макрофагов, решая проблемы контроля качества и ускоряя доклинические испытания.