Theo một nghiên cứu mới của Nano Today – do các nhà nghiên cứu của Đại học Pittsburgh và UPMC dẫn đầu – các hạt nhỏ có tên là exosome chịu trách nhiệm truyền tín hiệu giữa các tế bào, khi bị khiếm khuyết do bệnh tiểu đường thì chúng có thể gây viêm và làm suy yếu quá trình chữa lành vết thương.

Các nhà nghiên cứu do PGS, TS phẫu thuật Subhadip Ghatak tại Pitt dẫn đầu, đã phát hiện ra rằng ở những vết thương mãn tính của bệnh nhân tiểu đường, những exosome bị lỗi này không thể truyền thông tin quan trọng đến các tế bào thúc đẩy quá trình chữa lành vết thương. Những hiểu biết sâu sắc này mở ra cánh cửa cho các liệu pháp mới tập trung vào exosome để thúc đẩy quá trình chữa lành vết thương mãn tính.

“Ở những bệnh nhân tiểu đường, quá trình lành vết thương bị suy yếu do tình trạng viêm quá mức”, Tiến sĩ Chandan Sen, giám đốc Viện Y học tái tạo McGowan, đồng thời là giáo sư phẫu thuật và phẫu thuật thẩm mỹ tại Pitt và giám đốc khoa học của Dịch vụ chữa lành vết thương UPMC, đồng tác giả cấp cao cho biết. “Nếu không được điều trị, những vết thương không lành hoặc mãn tính này có thể dẫn đến cắt cụt chi. Mỗi năm, tại Hoa Kỳ có hơn 100.000 ca cắt cụt chi liên quan đến bệnh tiểu đường, nhưng mục tiêu của chúng tôi là giảm con số này xuống bằng cách hiểu rõ hơn về quá trình lành vết thương và phát triển các liệu pháp mới”.

Sử dụng băng áp suất âm để hút nhẹ vết thương nhằm kích thích quá trình lành vết thương, Ghatak và nhóm của ông đã thu thập dịch vết thương từ vết thương mãn tính của 22 bệnh nhân tiểu đường và 15 bệnh nhân không tiểu đường.

Các nhà nghiên cứu đã phân lập và phân tích các exosome do các tế bào da gọi là tế bào sừng sản xuất. Sau khi các hạt này được kết hợp — bao gồm RNA, lipid và protein — chúng được giải phóng khỏi tế bào và được hấp thụ bởi các đại thực bào, các tế bào miễn dịch phối hợp quá trình chữa lành vết thương.

“Nếu các tín hiệu chứa trong exosome là chính xác, thì đại thực bào sẽ biết cách giải quyết tình trạng viêm trong vết thương”, Sen giải thích. “Trong bệnh tiểu đường, sự tương tác giữa các tế bào sừng và đại thực bào bị suy yếu, do đó các đại thực bào tiếp tục thúc đẩy tình trạng viêm và vết thương không thể lành lại”.

Exosome của bệnh nhân tiểu đường, mà các nhà nghiên cứu gọi là diaexosome, có hàm lượng RNA, lipid và protein khác với những người không bị tiểu đường, cho thấy quá trình kết hợp bị thay đổi ở bệnh nhân tiểu đường.

Ghatak và nhóm của ông phát hiện ra rằng bệnh tiểu đường cũng làm giảm quá trình giải phóng và hấp thụ exosome trong vết thương. Số lượng diaexosome trong dịch vết thương của bệnh nhân tiểu đường thấp hơn nhiều so với exosome ở người bình thường và các đại thực bào hấp thụ ít exosome hơn nhiều so với diaexosome.

Khi các nhà nghiên cứu ủ các đại thực bào không bị tiểu đường với exosome, các đại thực bào sản xuất ra các hợp chất báo hiệu tình trạng viêm đã được giải quyết, cho thấy chúng đã nhận được thông điệp từ exosome và phản ứng chính xác để bắt đầu quá trình chữa lành vết thương.

Nhưng khi họ lặp lại thí nghiệm này với diaexosome, các đại thực bào sản sinh ra các hợp chất gây viêm thường gặp ở bệnh nhân tiểu đường có vết thương mãn tính.

“Diaexosome thúc đẩy sự chệch hướng khỏi chuỗi chữa lành, do đó quá trình giải quyết tình trạng viêm bị ảnh hưởng”, Sen cho biết. “Và điều này không chỉ giới hạn ở vết thương. Vì exosome chịu trách nhiệm cho nhiều chức năng trong cơ thể, diaexosome có thể đóng vai trò trong các biến chứng tiểu đường khác. Nghiên cứu này mở ra một hướng suy nghĩ mới”.

Các nhà nghiên cứu hiện đang điều tra cách họ có thể nhắm mục tiêu vào diaexosome để cải thiện quá trình chữa lành vết thương ở bệnh nhân tiểu đường. Ông cho biết, một hướng đi là phát triển liệu pháp để hoàn tác các sửa đổi hóa học xảy ra trong diaexosome. Ngoài ra, họ có thể phân lập exosome từ bệnh nhân tiểu đường và nạp vào đó các tín hiệu bị thiếu trước khi truyền trở lại mô vết thương.

Tài liệu tham khảo: Guda PR, Sharma A, Anthony AJ, et al. Đặc điểm chức năng và kích thước nano của exosome có nguồn gốc từ tế bào sừng trong dịch vết thương của bệnh nhân tiểu đường và không bị tiểu đường. Nano Today. 2023;52:101954. doi: 10.1016/j.nantod.2023.101954

Nguồn: Technology Network