Wunden heilen schneller mit Hilfe von Nanopartikeln

Forscher, die an einem Weg zur Verwendung von Nanopartikeln zur Beschleunigung der Wundheilung arbeiten, sehen ihre Therapie als nützlich für alle Arten von Wunden von chirurgischen Einschnitten bis zu diabetischen Geschwüren.
Am Tag 14 der Behandlung sieht eine Verbrennung mit Nanopartikeln, die den FL2-Hemmer tragen (rechts), bereits wie normale Haut aus (links). Die unbehandelte Verbrennung (in der Mitte) nicht.
Bildnachweis: Vera DesMarais / Albert-Einstein-Kolleg für Medizin

Das Team vom Albert-Einstein-College für Medizin der Yeshiva-Universität, Bronx, New York, hat die experimentelle Nanopartikeltherapie an Mäusen getestet und gezeigt, dass es die Zeit verkürzt, die Hautwunden um die Hälfte heilen, verglichen mit keiner Behandlung.

Sie berichten, wie sie die Therapie entwickelt und getestet haben Zeitschrift für Investigative Dermatologie.

David J. Sharp, Professor für Physiologie und Biophysik an Einstein, leitete die Studie und erklärte das Potenzial der neuen Therapie:

"Wir stellen uns vor, dass unsere Nanopartikeltherapie zur Heilung aller Arten von Wunden eingesetzt werden könnte, einschließlich alltäglicher Schnitte und Verbrennungen, chirurgischer Schnitte und chronischer Hautgeschwüre, die ein besonderes Problem bei älteren Menschen und Menschen mit Diabetes darstellen."

Durch die Reduzierung des FL2-Enzyms werden heilende Zellen schneller zur Wunde transportiert

Die neue Studie baut auf früheren Arbeiten auf, bei denen das Team feststellte, dass ein Enzym namens Fidgetin-like 2 (FL2) die Hautzellen verlangsamt, wenn sie in Richtung einer Wunde wandern, um sie zu heilen.

FL2 gehört zu einer Familie von Enzymen, die verschiedene Rollen bei der Entwicklung und Aktivität von Zellen spielen.

Nach ihrer Entdeckung fragten sich die Forscher, ob eine Reduzierung der FL2-Konzentration die heilenden Zellen schneller zur Wunde führen würde.

So entwickelten sie in dieser neuesten Studie ein Medikament, das das für FL2 kodierende Gen blockiert, in winzige Nanopartikelkapseln lädt und sie auf Hautwunden von Mäusen aufträgt.

Sie fanden heraus, dass - im Vergleich zu unbehandelten Wunden - die Hautwunden der Mäuse mit Hilfe der Nanopartikel, die den FL2-Inhibitor enthalten, schneller heilten.

In der nächsten Phase der Studie fanden die Forscher heraus, dass die Unterdrückung der FL2-Aktivität in menschlichen Zellen in Gewebekultur - wo sie Wundheilungsmerkmale wie Zellmigration und -proliferation messen konnten - dazu führte, dass sich die Zellen ungewöhnlich schnell bewegten.

siRNAs in Nanopartikeln brachten FL2 zum Schweigen und beschleunigten die Wundheilung bei Mäusen

Unterdessen entwickelte ein anderes Mitglied des Teams, Joshua Nosanchuk, Professor für Medizin an Einstein und behandelnder Arzt, Infektionskrankheiten am Montefiore Medical Center des College, eine Wundheilungs-Therapie, die FL2 unter Verwendung von Silencing-RNA-Molekülen (siRNAs) unterdrückt.

Die siRNAs schalten die Gene aus, indem sie an die Messenger-RNA des Gens binden, wodurch sie effektiv daran gehindert werden, Proteine ??zu codieren.

Aber es gab ein Problem, wie Prof. Sharp erklärt:

"SiRNAs allein werden nicht effektiv von Zellen aufgenommen, besonders innerhalb eines lebenden Organismus. Sie werden schnell abgebaut, wenn sie nicht in eine Art Transportmittel gegeben werden."

Das Studienteam bestand aus Mitgliedern, die an der Entwicklung von Nanopartikeln gearbeitet hatten, die Moleküle wie siRNA schützen und verhindern, dass sie abgebaut werden, wenn sie sie zu ihren Zielen bringen.

In der letzten Phase der Studie legte das kombinierte Team die FL2-Silencing-siRNAs in die schützenden Nanopartikel und applizierte sie auf Mäuse mit Hautschnitten oder Verbrennungen.

In beiden Fällen heilten die behandelten Wunden in der Hälfte der Zeit, die unbehandelte Wunden zur Heilung benötigten. Prof. Sharp bemerkt:

"Wir sahen eine normale, gut abgestimmte Regeneration von Gewebe, einschließlich Haarfollikel und das unterstützende Kollagennetzwerk der Haut."

In den nächsten Monaten plant Prof. Sharp, die Nanopartikel-Wundtherapie bei Schweinen zu testen, da ihre Haut der des Menschen ähnelt.

Die Mittel für die Forschung kamen von den National Institutes of Health (NIH), der Dermatological Society der Frauen und der US Army Medical Research und Materiel Command (USAMRMC).

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