Цитокины в лечении хронических ран
Рассмотрим, как используются цитокины в лечении хронических ран. Исследования выявили низкие концентрации цитокинов в грануляционной ткани, а также в экссудате длительно не заживающих ран по сравнению с нормально заживающими ранами. Так, ТцФР в хронических ранах практически полностью отсутствует. Дефицит цитокинов в таких ранах определил попытки воздействовать на ход заживления путем непосредственной их аппликации на раневую поверхность.
В эксперименте на крысах вводимый в рану ТцФР ускорял формирование грануляционной ткани, которая содержала большое количество макрофагов и фибробластов. Топическое действие ТцФР, усиливая моноцитарно-макрофагальную инфильтрацию, опосредованно повышало уровень ТФР-β, в грануляционной ткани, который, в свою очередь, стимулировал синтез коллагена. Все последующие эксперименты показали, что непосредственная аппликация или инъекции ТФР-β, ведут к накоплению большого количества фибробластов, усиленно синтезирующих коллаген.
Другой эксперимент с резаной кожной раной у крыс, в котором изучалось ее сопротивление к разрыву, показал, что под действием инъекций ТФР-β, сцепление соприкасающихся краев раны значительно возрастает. Прочность раны определялась повышенным отложением коллагена между краями раны. Вместе с тем было замечено, что при этом зона фиброза и рубцевания расширяется, а сам рубец становится грубее. Резаные раны, которые были подвержены воздействию оФРФ, отличались повышенным содержанием клеточных элементов и сниженным сопротивлением к разрыву. Этот эффект объяснялся ингибирующим действием оФРФ на синтез коллагена фибробластами. Поэтому резаная рана становилась менее прочной, и ее края расходились при слабом растягивании.
В экспериментах, проведенных на кожных ранах у свиней, ФРК вводился только в одну половину раны. Другая ее половина, «зеркальная», являлась контролем. Результаты исследования показали, что эпидермис значительно толще там, где рана была подвергнута действию цитокина.
Цитокины в лечении хронических ран. Цитокины использовались также и в клинике, в основном для того, чтобы стимулировать воспалительный эффект и нормализовать формирование грануляционной ткани у пациентов с длительно не заживающими язвами, обусловленными диабетом или венозной недостаточностью. Регулярные аппликации ТФР-β, на язвы нижних конечностей у пациентов с венозной недостаточностью увеличивали объем грануляционной ткани. Эффекты применения других цитокинов (ТцФР, оФРФ) исследовались на эволюцию пролежней у больных с параличами, а также на судьбу трофических язв.
Во всех наблюдениях авторы констатировали субъективный положительный эффект относительно скорости заживления. Вместе с тем, статистически значимых результатов получить не удалось. Зная, что период полураспада цитокинов составляет всего несколько часов, можно предположить, что воспроизводимость таких клинических экспериментов невысока из-за недостаточной концентрации медиатора в зоне повреждения. Возможно также, что для положительного эффекта необходимо совместное действие нескольких цитокинов.
Идея использовать цитокины, находящиеся в экссудате гранулирующей раны, была реализована в создании специальных герметичных повязок на раны. В настоящее время наиболее популярны абсорбционные герметичные повязки типа AQUACEL, позволяющие удерживать экссудат в контакте с гранулирующей поверхностью. Волокнистая структура материала, которая переходит в гель при смачивании, осуществляет аспирационный эффект и одновременно исключает потерю экссудата, поддерживая среду, богатую факторами роста. К сожалению, такие повязки ускоряют заживление только уже гранулирующей раны и мало способны «оживлять» хронические язвы. Поэтому их часто используют для того, чтобы ускорить заживление неглубоких ожогов и донорских зон после взятия кожных трансплантатов.
Совершенно новый подход к созданию высокой концентрации цитокинов в раневом пространстве может быть осуществлен с помощью генетических методов, или, как сейчас принято называть, методов молекулярной биологии. Было предпринято несколько попыток заставить клетки раны экспериментальных животных синтезировать тот или иной цитокин с помощью этих методов.
Цитокины в лечении хронических ран. Генная терапия может быть выполнена несколькими способами.
Один из них заключается в том, что в клетки, например кератиноциты или фибробласты, изолированные из раны in vitro, трансфектируют молекулы ДНК или РНК, позволяющие увеличить или уменьшить синтез того или иного фактора. Затем эти трансфектные клетки ретрансплантируют в рану.
Другой подход – это прямой перенос ДНК в клетки заживающей раны. Для этого были использованы микроглобулы золота, которые покрывались молекулами ДНК и с помощью гелевой пушки выстреливались в края раны. Затем клетки с инкорпорированными ДНК начинали синтезировать либо останавливать синтез того или иного цитокина. Этот способ был использован, чтобы «инфицировать» клетки геном, кодирующим синтез ТФР-β, и ФРЭ. Во всех этих экспериментах были достигнуты высокая концентрация цитокинов и значительное ускорение заживления. Однако перенос генетических методов в клинические условия пока затруднен из-за недостатка знаний о возможных побочных эффектах и отдаленных последствиях, а также вследствие несовершенства способов остановки действия трансфектных клеток. Вместе с тем, последнее поколение перевязочных средств основано именно на включении цитокинов в состав повязок.
Таким образом, за последние годы достигнуты революционные изменения в понимании регуляции механизмов взаимодействия клеток. Выявлены принципиально новые регуляторы – цитокины, или факторы роста, участвующие в росте ткани, регенерации и, в частности, в ходе заживления ран. Множество этих регуляторов было выделено, и их действие достаточно изучено. В то же время клиническое применение данных открытий только начинается. С развитием генетических технологий и особенно с овладением механизмами транспорта генов в клетки их внедрение, несомненно, будет все более интенсивным.
Знание механизмов заживления ран представляется очень важным для хирурга, который стремится достичь первичного заживления оптимальным рубцом.