Фибробластите изпълняват двойна функция в процеса на заздравяване на раните по кожата

Според ново изследване на екип от Бостънския и Харвардския университети клетките фибробласти, които отговарят за заздравяването на раните по кожата, всъщност изпълняват още една функция – да премахват вече мъртвата тъкан, за да освободят място за новата кожа*. За целта учените прорязват или прогарят миниатюрен модел на тъкан от кожа, след което следят как ще реагират фибробластите.

Публикуваните в списание APL Bioengineering show резултати разкриват, че в изгорените участъци клетките на практика поглъщат ненужната тъкан и така почистват мястото. Доскоро се смяташе, че единствените клетки, които участват в този процес, са имунните.

Авторите на проучването се надяват, че тяхното откритие би могло да помогне в разработването на нови терапии за ускоряване на заздравяването на раните.

Съкращаване времето за почистване на нараненото място – ключово за заздравяването на раната

Водещият автор проф. Ейкманс допълва: „Нашето тяло трябва първо да се изчисти от некротиралата тъкан, преди да започне да генерира нова. Ако обаче това продължи твърде дълго, раната изобщо няма да заздравее. Затова искаме да намерим начин, по който да съкратим времетраенето на процеса.“

Според него въпреки че в клиниките се обръща все по-голямо внимание на самото почистване на засегнатите участъци от кожата, все още се знае много малко за реакциите на тялото на клетъчно ниво спрямо изгаряния и други видове наранявания, което от своя страна ограничава терапевтичните възможности.

Професорът и неговите колеги създават миниатюрен модел, състоящ се от фибробласти, които се намират в тънък слой колаген – един от основните елементи на извънклетъчната матрица, която поддържа клетките в кожата.

Сравнителен анализ на прорези и изгаряния

Първоначално те правят прорези с помощта на диамантено острие, широко половин милиметър. Тъй като обаче срязванията се оказват твърде малки, експертите трудно успяват да проследят дейността на клетките. Затова по време на настоящото изследване те използват и лазер, който причинява изгаряния с размер по-голям от този на прорезите.

Във втората фаза учените сравняват реакцията на клетките при двата вида нараняване на кожата, като разглеждат и анализират микроскопични снимки, направени в часовете след прорязване или изгаряне. Освен няколко очевидни сходства, те забелязват и сериозни различия в начините, по които двата типа рани заздравяват.

Различни начини на зарастване на различните видове рани по кожата

Диамантеното ножче уврежда тъканта само там, където е преминало, като е оставило невредими съседните клетки и извънклетъчната матрица (ECM). Топлината, която излъчва лазерът обаче, образува пръстен от наранена тъкан, около мястото, където е използван самият лазер.

Раната от острието започва да се затваря след броени минути, докато изгарянето разширява периметъра си, при това в продължение на часове. Изследователите са изненадани от факта, че мъртвата тъкан на изгореното място е почистена, тъй като изготвеният модел кожа няма имунни клетки, които обикновено изпълняват тази задача.

Оглед на тъканта разкрива, че фибробластите са тези, които събират и унищожават некротиралата кожа от извънклетъчната матрица, прогорена с лазера.

Фагоцитоза не само в имунните клетки, но и във фибробластите

По време на друг експеримент екипът потиска работата на специфични протеини във фибробластите, което доказва, че именно фибробластите поглъщат извънклетъчната матрица. Процесът се нарича фагоцитоза и при нормални обстоятелства протича в имунните клетки.

Проф. Ейкманс отбелязва: „Мисля, че това е първото проучване, което разкрива една нова функция на фибробластите при заздравяването на рани по кожата – фагоцитоза. Това означава, че можем да търсим терапии за по-бързо заздравяване на рани, които са насочени към два, а не към един вид клетки, както досега.“

При разработването на нов медикамент или генетична модификация учените биха могли да използват свойството на фибробластите, за да ускорят отстраняването на мъртвата извънклетъчна матрица и да създадат условия за по-бързо заздравяване на рани от изгаряния през първите, най-критични часове.

Екипът на Ейкманс възнамерява да продължи с проучванията и да разбере как други видове клетки (в кръвоносните съдове например) почистват нараненото място и съответно допринасят за неговото заздравяване. 

* Griebel Megan, Vasan Anish, Eyckmans, Jeroen et al. Fibroblast clearance of damaged tissue following laser ablation in engineered microtissues. APL Bioengineering. 2023.